- •УГЛЕРОДНЫЕ ВОЛОКНА
- •ВВЕДЕНИЕ. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОНЯТИЯ УВМ
- •ОПРЕДЕЛЕНИЕ УВМ
- •ТКАНЬ
- •ТРУБКИ
- •ОПРЕДЕЛЕНИЕ УВМ
- •ОПРЕДЕЛЕНИЕ УВМ
- •ИСТОРИЯ УВМ
- •ИСТОРИЯ УВМ
- •ИСТОРИЯ УВМ
- •СИСТЕМАТИЗАЦИЯ УВМ
- •СИСТЕМАТИЗАЦИЯ УВМ
- •КЛАССИФИКАЦИЯ УВМ
- •КЛАССИФИКАЦИЯ УВМ
- •КЛАССИФИКАЦИЯ УВМ
- •КЛАССИФИКАЦИЯ УВМ
- •КЛАССИФИКАЦИЯ УВМ
- •КЛАССИФИКАЦИЯ УВМ
- •КЛАССИФИКАЦИЯ УВМ
- •КЛАССИФИКАЦИЯ УВМ
- •КЛАССИФИКАЦИЯ УВМ
- •АКТУАЛЬНОСТЬ УВМ
- •АКТУАЛЬНОСТЬ УВМ
- •АКТУАЛЬНОСТЬ УВМ
- •ЛИТЕРАТУРА
- •Carbon fiber is a super strong material that's also extremely lightweight. Engineers and
- •Активацией УВ получают материалы с большой активной поверхностью (300 —1500 м²/г), являющиеся прекрасными
- •Форма станка позволяет «ткать» объекты сложной формы, причём они получаются куда прочнее и
ИСТОРИЯ УВМ
Углеродное волокно — требуемые свойства
Должны обладать
•высокой термостойкостью,
•хорошими теплоизоляционными свойствами,
•коррозионной стойкостью к воздействию газовых и жидких сред,
•высокими удельными
•прочностью
•жёсткостью.
СИСТЕМАТИЗАЦИЯ УВМ
Тип |
Прочность на разрыв, |
Модуль Юнга, ГПа |
|
МПа |
|
Высокопрочные |
3000-7000 |
200-300 |
Высокомодульные |
2000-3000 |
350-700 |
Средней прочности |
1000-2000 |
50-150 |
Низкомодульные |
500-1000 |
30-50 |
СИСТЕМАТИЗАЦИЯ УВМ
Систематизация углеродных волокон, т.е. их разделение в разрезе основных свойств, основывается на физико-механических свойствах
Элементсодержащие УВМ
•Структура и свойства зависят
•от степени содержания в них введенных соединений различных элементов,
•от конечной температуры термообработки
•соотношения в них углерода и водорода.
•При тех же температурах термолиза получены многочисленные материалы, существенно различающиеся по комплексу физических и химических свойств.
•целесообразно учесть
•содержание в них других введенных элементов
•они не являются "гибридами" углеродных волокон.
•Свойства их отнюдь не определяются аддитивностью свойств углеродных волокон и соответствующих оксидов, а
•некоторые их свойства не присущи ни тем, ни другим.
КЛАССИФИКАЦИЯ УВМ
Классификация проводится в разных разрезах - по разнообразным параметрам
По получению - температуре термообработки
•классификация часто основана на
•величине конечной температуры термообработки при получении УВ путем термолиза органического сырья
•содержании углерода в составе продукта.
•При низких температурах
•происходит частичное, затем более глубокое обогащение продукта углеродом и
•формируется карбонизованное в большей или меньшей мере УВ.
•При дальнейшем повышении температуры
•в ряде случаев происходит кристаллизация и наступает фаза графита.
КЛАССИФИКАЦИЯ УВМ
В соответствии с этим УВ подразделяют на три класса:
Тип |
обугливание, |
содержание С, |
пиролиз - ТТО массовых %
частично |
до 500°С |
до 90 |
карбонизованные |
|
|
карбонизованные |
800 - 1500°С |
91-98 |
графитированны |
выше 1500°С |
выше 99 |
е |
|
|
КЛАССИФИКАЦИЯ УВМ
Классификация проводится в разных разрезах - по разнообразным параметрам
все УВМ можно разделить на две группы:
•угольные и
•графитированные,
или
•низко- и
•высокотемпературные.
•Углеродные волокна, относящиеся к классу углеграфитовых материалов,
•в структурном отношении характеризуются рядом особенностей, отличающих от массивных материалов соответствующего химического состава.
•структура и свойства углеродных волокон зависят
•от специфической формы материала (волокно),
•от ориентированной структуры исходных полимеров, из которых они получены.
КЛАССИФИКАЦИЯ УВМ
Классификация проводится в разных разрезах - по разнообразным параметрам
переход от одной группы к другой
•не скачкообразный,
•разграничение бывает
•
•
условным
недостаточно четким.
• продукты, формируемые при низких ТТО,
•
•
являются пирополимерами
не содержат элементарного углерода, который присутствует в них в составе органических соединений
КЛАССИФИКАЦИЯ УВМ
Классификация проводится в разных разрезах - по разнообразным параметрам
•При одной и той же конечной ТТО
•УВ могут существенно различаться
•по структурной упорядоченности
•всему комплексу свойств.
•полученные на ранних этапах разработки УВ
•не содержали в своем составе значительных количеств других элементов, кроме углерода, водорода и кислорода.
•Различия между материалами во всем ассортименте УВ обеспечивались главным образом за счет выбора конечных ТТО,
•целевые продукты в этом случае различались соотношением упомянутых химических элементов,
•классификация по этим двум признакам удовлетворительно охватывала
известные разновидности материалов
КЛАССИФИКАЦИЯ УВМ
Классификация в разрезе областей использования
•для конструкций,
•теплозащиты,
•материалов с регулируемыми электрофизическими и физико-химическими свойствами
•сорбенты,
•носители катализаторов,
•фильтры и др.
КЛАССИФИКАЦИЯ УВМ
Классификация B. C. Островского
•В основу предложенной им классификации искусственных углеродных материалов, к которым относятся также и УВ, положено
•агрегатное состояние органического вещества при переходе в углерод.
• Каждому агрегатному состоянию соответствуют
•свои закономерности этого перехода и
•свойства образующегося углерода.
•Особенности пиролиза в каждой из трех фаз приводят к образованию углерода, отличающегося по свойствам и обладающего характерными структурными признаками.
•При карбонизации из твердой фазы
•формирование углеродных сеток и объединение их в пачки - зародыши будущих кристаллитов - затруднено
•из-за малой подвижности отдельных элементов структуры.