Растяжении уменьшается

Рис. 2. 4. Зависимость модуля упругости при растяжении углеродных во-локои на основе ПАН от температуры прогрева [6].

Рис. 2. 5. Зависимость прочности при растяжении углеродных волокон на основе ПАН от температуры прогрева (доверительный интервал рассчитан с вероятностью 95%) [6].

ганических примесных частиц с углеродом. На рис. 2.6 приведены зависимости прочности при растяжении от температуры прогрева для углеродных волокон, полученных из обычных волокон ПАН, в сравнении с углеродными волокнами на основе волокон ПАН, полученных прядением в особо чистых условиях из прядильного раствора, из которого специальным фильтрованием удалены примесные частицы [7] . Как следует из данных, приведенных на рис. 2.6, примесные частицы сильно влияют на прочность при растяжении углеродных волокон.О Используя волокна ПАН, внутри которых не содержится примесных частиц и поверхность которых не загрязнена, можно увеличить прочность углеродных волокон. Таким образом, прочность при растяжении углеродных волокон в значительной мере определяется наличием дефектов, и поэтому на всех этапах их производства (получения исходных волокон ПАН, термообработки, поверхностной обработки и т. д.) следует предотвращать возможность образования неорганических примесных включений, появление и развитие пор и других дефектов.

Рис. 2.6. Влияние температуры прогрева на прочность при растяжении углеродных волокон на основе волокон ПАН, полученных при различных условиях прядения из расплава [7].

Модуль упругости при растяжении углеродных волокон можно вычислить [20] , исходя из оценки модуля упругости при растяжении кристаллов графита в направлении атомных плоскостей с учетом степени ориентации атомных плоскостей углеродных волокон, которую определяют методом рентгеноструктурного анализа. 'По мере увеличения степени ориентации атомных плоскостей возрастает соответственно и модуль упругости углеродных волокон. Теоретическое значение модуля упругости при растяжении кристаллов графита в направлении атомных плоскостей составляет 1020 ГПа [21] ,а экспериментально определенный модуль упругости волокна марки THORNELP-ШО равен 690 ГПа, т. е. составляет 68% теоретического значения/ При одной и той же температуре прогрева углеродные волокна на основе жидкокристаллических пеков имеют больший модуль упругости при растяжении, чем волокна на основе ПАН.

Рис. 2. 9. Микрофотографии поверхности разрушения при растяжении углеродных волокон, полученные методом растровой электронной микроскопии.

Вейбула, и строить ее зависимость от длины измеряемого образца, то, пренебрегая существованием специфических дефектов, можно более корректно охарактеризовать прочность углеродного волокна. Измеренная таким образом прочность при растяжении углеродных волокон высокопрочного и высокомодульного типа на основе ПАН на участке длиной 0,1 мм равна 9-10 ГПа [27] . Эта величина составляет 1/20 теоретического значения и 1/2 прочности нитевидных монокристаллов графита. Для углеродных волокон на основе жидкокристаллических пеков измеренная аналогичным образом прочность равна 7 ГПа- [28] .Меньшая прочность промышленно производимых углеродных волокон связана с тем, что они не являются монокристаллами и в их микроскопической структуре имеют место значительные отклонения от регулярности. Свойства углеродных волокон можно значительно улучшить вплоть до разрушающего удлинения 2% и прочности 5 ГПа и выше [29] .

Рис. 2. 4. Зависимость модуля упругости при растяжении углеродных во-локои на основе ПАН от температуры прогрева [6].

Рис. 2. 5. Зависимость прочности при растяжении углеродных волокон на основе ПАН от температуры прогрева (доверительный интервал рассчитан с вероятностью 95%) [6].

ганических примесных частиц с углеродом. На рис. 2.6 приведены зависимости прочности при растяжении от температуры прогрева для углеродных волокон, полученных из обычных волокон ПАН, в сравнении с углеродными волокнами на основе волокон ПАН, полученных прядением в особо чистых условиях из прядильного раствора, из которого специальным фильтрованием удалены примесные частицы [7] . Как следует из данных, приведенных на рис. 2.6, примесные частицы сильно влияют на прочность при растяжении углеродных волокон.0 Используя волокна ПАН, внутри которых не содержится примесных частиц и поверхность которых не загрязнена, можно увеличить прочность углеродных волокон. Таким образом, прочность при растяжении углеродных волокон в значительной мере определяется наличием дефектов, и поэтому на всех этапах их производства (получения исходных волокон ПАН, термообработки, поверхностной обработки и т. д.) следует предотвращать возможность образования неорганических примесных включений, появление и развитие пор и других дефектов.

Рис. 2.6. Влияние температуры прогрева на прочность при растяжении углеродных волокон на основе волокон ПАН, полученных при различных условиях прядения из расплава [7].

Как правило, прочность при поперечном растяжении уменьшается с увеличением продолжительности предварительного отжига при 811 К, а деформация разрушения обнаруживает тенденцию к некоторому росту. Прочность первого образца в табл. 2 (неотожженного) низка, поскольку матрица не переведена в состояние твердого раствора. Во всех образцах имеет место разрушение смешанного типа. Значит, прочность поверхности раздела и сопротивление волокна расщеплению меняются в широких пределах, что, возможно, отчасти обусловлено постепенным разрушением окисной пленки между волокнами и матрицей. Хотя такая

растяжении) уменьшается от 0,68 для чистого серебра до ^0,50 для серебра с 30% W- По-видимому, такое уменьшение типично для армированных волокнами металлов. Бэйкер [5] обнаружил, что усталостная прочность при знакопеременном изгибе алюминия возрастает, аналогично [39], с увеличением объемного содержания волокон двуокиси кремния.

1 : 1 растяжении уменьшается с понижением температуры.

Фторопласт имеет относительно высокую температуру плавления (размягчается при 400° С). Изделия из него не горючи и до температуры 300° С не изменяют своей формы и характеристик. Предельной температурой для фторопласта при давлении до 200 кГ/см2 является 150° С; при более низких давлениях температуру можно повысить до 260° С. Он подвержен текучести (выдавливанию в зазоры) при повышенной температуре. Допустимая рабочая температура для фторопласта-4 находится в диапазоне от —195 до +250° G, что примерно на 100—180° С выше рабочей температуры прочих пластмасс. Прочность фторопласта зависит от температуры. Так, например, при изменении температуры от 60 до 120° С предел прочности на растяжении уменьшается с 350 до 120 кГ/см*.

прочности при растяжении уменьшается до 2,8 кг/мм2. Предел прочности

Из шести металлов платиновой группы палладий обладает наименьшей плотностью п самой низкой температурой плавления. Некоторые физические свойства палладия были приведены в табл. 5. Большинство из них, особен но механические свойства, изменяются в зависимости от наличия примесей и степени обжатия при холодной обработке образца. Имеются сообщения, что в результате холодной прокатки технического палладия до 50°-й перво начальной толщины твердость по Виккерсу повышается от 44 до 106. Леги рующис элементы, особенно рутений и никель, также повышают твердость палладия. Предел прочности при растяжении и предел пропорцнональ ности одинаково повышаются в результате холодной обработки и леги рования некоторыми элементами, особенно рутением и родием. Например, предел прочности при растяжении технического палладия после отжига при 1100° составляет около 19,7 кг/мм2, а после холодной протяжки с обжатием на 50% увеличивается до 33 кг/мм2', при температуре 1000° предел прочности при растяжении уменьшается до 2,8 кг/мм2. Предел прочности типичного ювелирного сплава, содержащего 4% рутения и 1 % родия, соста вляет около 39,4 кг/ммг.

Измерение постоянных и переменных деформаций и усилий. Диагностическую ценность имеют измерения постоянных и переменных деформаций в элементах конструкций в рабочих условиях. Для измерений используются тензорезисторы в виде петлевого участка тонкой проволоки с диаметром 0,025—0,050 мм (проволочные тензометры). При растяжении уменьшается поперечное сечение проволоки и возрастает омическое сопротивление, что и регистрируется с помощью потенциометрической схемы. Сопротивление тензорезисторов обычно составляет —100, Ом.

Рис. 1.83 представляет иллюстрацию механизма нелинейности, характерного для зернистых или поликристаллических сред. Этот механизм аналогичен известной в механике нелинейности контактов Герца и связан с тем, что при сжатии площадь контакта между зернами в среднем увеличивается, а при растяжении уменьшается. Такое поведение типично для сла-боподжатых контактов.

У магнитных материалов поведение затухания при испытании на растяжение иное и более сложное. Если в этих материалах нет внутренних напряжений, то затухание при растяжении уменьшается до тех пор, пока деформация остается в пределах упругости. Здесь дислокации играют меньшую роль в отличие от стенок элементарных магнитных участков (участков Вайса). Под действием растяжения эти участки приобретают ориентацию (упорядочиваются) и меньше препятствуют прохождению звука. Такой же эффект уменьшения затухания звука наблюдается и при намагничивании изделия. Если в стали добавляются еще и внутренние напряжения, например при холодной деформации (наклепе), то внешние и внутренние напряжения действуют противоположно друг другу, так что затухание при небольшом растяжении проходит через максимум [658].

действия максимальных напряжений, рекомендованы в работе [97]. С уменьшением числа циклов различие в долговечности при изгибе и растяжении уменьшается. Прогнозируемая циклическая долговечность для рассматриваемой расчетной точки диска Nf = 1,5 • 107 циклов.

с температурой. При изменении температуры от60 до 120°С предел прочности при растяжении уменьшается соответственно с 350 до 120 кГ/см2.