В табл. 6.6 приведены ориентировочные физико-механические свойства углепластиков и стеклопластиков в сравнении с наиболее распространенными техническими растительными волокнами.
|
|
теклопластики применяют как конструкционный и |
||||||||||||
теплозащитный материал в производстве корпусов лодок, катеров, |
||||||||||||||
С |
|
|
|
|
|
|
радиопрозрачных |
|||||||
судов, ракетных двигателей, кузовов автомобилей, |
||||||||||||||
обтекателей, деталей машин и приборов, коррозионно-стойкого |
||||||||||||||
оборудован я |
|
|
трубопроводов, |
|
бассейнов |
для |
плавания, |
|||||||
электро золяц |
онных материалов в электро- и радиотехнике. |
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 6.5 |
||||
|
|
|
|
|
Свойства металлических наполнителей |
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Усталостная прочность |
|||||
|
|
бА |
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
Сталь |
|
В, |
, МПа |
|
σ–1, МПа |
|
|
|
|
|||
|
|
и |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
14Г2 470 |
|
97 |
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
07Г2АФ |
|
450 |
|
90 |
|
|
|
|
|
|||
|
|
14Г2АФ |
|
520 |
|
95 |
|
|
|
|
|
|||
|
|
09Г2С |
|
510 |
|
78 |
|
|
|
|
|
|||
|
|
10ХСНД |
|
525 |
|
80 |
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
Характеристики «угле-, стеклопластиков» |
Таблица 6.6 |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
Стекло- |
|
|
Д |
|
|||||
|
Свойства |
|
|
пластик |
|
Лен |
|
бака |
пластик |
|
Хлопок |
|
||
|
Длина, см |
|
|
Любая |
|
20 – 30 |
|
60 – 80 |
Любая |
|
2,5 – 4,5 |
|
||
|
Плотность, г/см3 |
|
|
2,5 |
|
1,4 |
|
1,48 |
1,8 - 2,0 |
|
1,5 |
|
||
|
Предел прочности, |
|
1900 |
|
800 – 1500 |
|
И |
|
||||||
|
МПа |
|
|
|
|
550 – 900 |
1800 |
400 |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Углепластики широко используются при изготовлении лёгких, но прочных деталей в автомобилестроении (бамперы, пороги, двери, крышки капотов), деталей велосипедов и мотоциклов (рамы, рули, вилки и др.). Карбон слабо поглощает рентгеновское излучение, поэтому из него изготавливают окошки рентгеновских гаммадетекторов.
Из табл. 6.7 видно, что существенным преимуществом многих компонентов композиционных материалов является большой предел прочности и небольшая плотность.
272
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 6.7 |
||
|
|
Свойства нитевидных волокон и кристаллов (наполнителей) |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Материал |
|
|
|
σв, ГПа |
|
|
, г/см3 |
||
|
|
текло |
|
|
|
4,0 |
|
|
2,5 |
|
|
|
Углерод |
|
|
|
3,0 – 5,5 |
|
|
2 |
|
|
|
С |
|
|
3,0 |
|
|
3,2 |
|
|
|||
|
Карборунд |
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
Бор |
|
|
|
3,5 |
|
|
2,6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Нитевидные кристаллы |
|
|
|
|||
|
Корунд |
|
|
|
30,0 |
|
|
3,8 |
|
|
|
|
Карборунд |
|
|
|
40, 0 |
|
|
3,2 |
|
|
|
|
|
рующийАрм |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
Все это позволяет получать современные материалы высокой |
|||||||||
|
прочности (табл. 6.8). |
|
|
|
|
Таблица 6.8 |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
Свойства некоторых волокнистых композиционных материалов |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Матр ца |
наполн тель |
Плотность |
σв,,ГПа |
Модуль |
|
||||
|
|
, г/см3 |
упругости, ГПа |
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
Стальное |
|
4,0 |
3,0 – 3,5 |
200 - 220 |
|
|
||
|
|
Эпоксидная |
Армидное |
|
1,3 – 1,4 |
1,7 – 2,5 |
75 - 90 |
|
|
||
|
|
Углеродное |
1,4 – 1,5 |
0,8 – 1,5 |
120 - 220 |
|
|
||||
|
|
|
Борное |
|
2,0 – 2,1 |
1,0 – 1,7 |
220 - 250 |
|
|
||
|
|
|
Стеклянное |
1,9 – 2,2 |
1,2 – 2,5 |
50 - 68 |
|
|
|||
|
|
Алюминиевая |
Борное |
|
2,6 |
1,0 – 1,5 |
200 - 250 |
|
|
||
|
|
бАУглеродное 2,3 |
0,8 – 1,0 |
220 -220 |
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
Магниевая |
Борное |
|
2,0 – 2,1 |
0,7 – 1,0 |
200 -220 |
|
|
||
|
|
Углеродное |
1,8 |
0,6 – 0,8 |
180 - 220 |
|
|
||||
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
Вольфрамовое |
12,5 |
0,8 |
265 |
|
|
|||
|
|
Никелевая |
|
|
|
|
И |
|
|||
|
|
|
Молибденовое |
9,3 |
0,7 |
235 |
|
|
|||
|
|
|
|
Д |
|
||||||
|
|
Углеродная |
Углеродное |
1,5 – 1,8 0,35 – 1,0* 120 - 220 |
|||||||
|
|
|
Карбид |
3,15 |
0,48–прочность на изгиб |
|
|
||||
|
|
Керамическая |
кремния |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
Нитрид |
3,2 |
0,35– прочность на изгиб |
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
кремния |
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Изделия из композиционных материалов получают и методами порошковой металлургии (смешение порошков различных материалов), прокаткой двухслойных и многослойных материалов, заливкой наполнителей металлами. Чаще всего в производстве различных машин используются композиции, состоящие из волокон «стеклопластиков» и смол.
273