ХИМИЧЕСКАЯ СТОЙКОСТЬ УВМ

Введение элементов в состав УВМ

•приводит к существенному изменению химической устойчивости

•во многих случаях имеют свойства, совершенно не присущие УВМ

ХИМИЧЕСКАЯ СТОЙКОСТЬ УВМ

Свойства элементсодержащих УВМ зависят от

•вида легирующего элемента

•характера его соединения в структуре волокна.

•благодаря

•образованию ими различных соединений с углеродом

• влиянию их на структуру УВМ

ТЕРМИЧЕСКИЕ И ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА УВМ

Коэффициент линейного термического расширения

•для материалов, не обладающих анизотропией свойств, используется аббревиатура TKJIP (термический коэффициент линейного расширения)

•для анизотропных материалов - KJITP, где подчеркивается линейная направленность измерения (по основной оси).

ТЕРМИЧЕСКИЕ И ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА УВМ

Коэффициент линейного термического расширения

•может принимать не только положительные, но и отрицательные значения

•Это объясняют эффектом сокращения линейных и

слоистых структур за счет образования изгибных волн наряду с обычными тепловыми колебаниями.

ТЕРМИЧЕСКИЕ И ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА УВМ

В углеродных волокнах слои преимущественно ориентированы вдоль волокна,

•т.е. аналогично графиту в направлении, перпендикулярном главной кристаллографической оси,

•это приводит к отрицательному значению КЛТР вдоль волокна.

•В поперечном направлении у углеродного волокна, как и у графита, КЛТР вдоль кристаллографической оси

•положителен

•больше абсолютного значения КЛТР волокна в продольном

направлении

ЗАВИСИМОСТЬ КОЭФФИЦИЕНТА ЛИНЕЙНОГО ТЕРМИЧЕСКОГО РАСШИРЕНИЯ УГЛЕРОДНЫХ ВОЛОКОН: 1 - ВМН-4; 2 - ЛУ-3

ТЕРМИЧЕСКИЕ И ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА УВМ

Термостойкость

•Углеродные волокна по термостойкости превосходят многие известные материалы.

•В инертной среде их прочность и модуль упругости не снижаются при температурах до 1500°С.

•в воздушной среде термостойкость составляет лишь

•300°С для карбонизованных и

•400°С для графитированных волокон.

Термостойкость УВМ может быть повышена:

• образуется малопроницаемый защитный слой, содержащий тугоплавкие соединения, устойчивые к окислению .

ИЗМЕНЕНИЕ КЛТР УГЛЕРОДНОГО ВОЛОКНА В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ТЕМПЕРАТУРЫ, А-106

Температура, К 80 120 160 200 240 280 320 360 400 440 470

ТЕРМИЧЕСКИЕ И ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА УВМ

Теплопроводность

•Как и для графита, перенос тепла УВМ носит фононный характер, то есть осуществляется главным образом коллективными колебаниями атомов.

•На теплопроводность УВМ большое влияние оказывает их анизотропия,

•приводит к высокой степени анизотропии его теплофизических свойств.

•теплопроводность вдоль и поперек волокна может отличаться

на порядок.