Температурная зависимость модуля упругости и прочности волокон

Материал свойства Т.К.	B	B/SiC	SiC		B	B/SiC	SiC
	E, ГПа				σв, МПа
293	385…448	420	400…500		2500…3800	2980	2000…4000
478			455			2920	2110
588			455			2710	2080
698		350	455			1830	2070
813		280	455			1580	2050

Рис. 34. Структурное строение борного волокна:

1 - внешний вид текстурированной поверхности; 2 - увеличенное изображение отдельного зерна с субструктурой, зависящей от диаметра волокна; 3 - остаточный вольфрам (исходный диаметр - 12,5 мкм); обычно имеет сильно выраженную ориентацию; 4 - богатые вольфрамом и бором кристаллические зоны (внешний диаметр - 18 мкм), по составу отвечающие W₂B₃ и WB₄; 5 - слой аморфного бора из частиц в поперечнике 20...30 Е с плотностью 2,35 г/см³, типичных для межплоскостных промежутков 4,2; 2,5; 1,7 и 1,4 Е ; 6 - наружная оболочка

Таблица 15

Сравнительные характеристики волокон

На W – и стеклоуглеродных подложках

материал характеристики	Волокно на W-подложке	Волокно на стекло углеродной подложке
d,мкм	12,7·10-6м	25,4·10-6м
σв,	2500…3500	3700…5000
Состояние поверхности	Бороздочное	гладкое

Обозначения: d- диаметр волокна; σ_в - прочность при растяжении.

Таблица 16

Свойства борных волокон, произведенных в разных станах

Марка волокна, страна	d, мкм	σв, МПа	Е, ГПа	τсд., ГПа
B/W, CCCP	95	3400	395	180
B/W, США	143	3470	395	180
SiC/ B/W, СШа	107	3800	395
B/W, франция	100	3400	380
B/W, Япония	97	3750	370	179

Обозначения: d - диаметр волокна; σ_в -прочность при растяжении; Е - модуль

упругости; τ_сд - модуль сдвига

рамовой. Кроме того, стеклоуглеродные моноволокна значительно дешевле и доступнее.

Сравнение по удельному модулю упругости показывает, что у борных волокон он в 5 раз выше, чем у стеклянных.

Волокна бора, карбида кремния и борсика используются для армирования композиционных материалов в дискретном и непре­рывном видах, а также в виде полуфабрикатов - предварительно подготовленных однонаправленных лент. Из-за большой жесткос­ти в крученом виде их не применяют.

Лишь в последние десятилетия бор стал элементом первостепен­ной важности: он сам и многие его соединения понадобились атом­ной и ракетной технике, металлургии, металлообработке, химичес­кой промышленности и другим отраслям.

5.2. Металлические матрицы

И КОМПОЗИЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ

НА ИХ ОСНОВЕ

Возрастающий объем применения композиционных материалов в ответственных конструкциях привлек пристальное внимание к раз­работке и применению методов, позволяющих предсказать поведе­ние таких конструкций при нагружении. Фермы, балки, рамы и тон­костенные элементы являются в настоящее время наиболее распро­страненными конструкциями, которые изготавливают из комозици- онных материалов с металлической матрицей.

Наиболее перспективным и широко применяемым металлоком- позитом является система алюминий - бор.