Вискеризованными волокнами

ков, вискеризованных нитевидными кристаллами из аэрозоля. Линейность кривых а (е) типична и для других материалов на основе вискеризованных волокон. Зависимость прогиба от нагрузки при изгибе рассматриваемых композитов также линейна до разрушения (рис. 7.6).

Рис. 7.6. Зависимость прогиба от нагрузки при испытании на поперечный изгиб материалов на основе волокон, вискеризованных нитевидными кристаллами ТШ* из газовой фазы:

Более подробные сведения о механических свойствах углепластиков на основе волокон, вискеризованных нитевидными кристаллами ТЮ2 из аэрозоля и Si3N4 из газовой фазы, приведены в табл. 7.3. Очевидно, что углепластики на основе вискеризованных волокон из аэрозоля вследствие хаотического расположения нитевидных кристаллов во всем объеме имеют одинаковые значения модулей сдвига. Углепластики, армированные вискеризованными волокнами из газовой фазы, имеют незначительное превышение значений модуля сдвига G^,, по сравнению со значениями межслой-ного модуля GXZ, что свидетельствует о близости характера распределения нитевидных кристаллов в этих плоскостях. Существенные различия в меж-слойной сдвиговой прочности и прочности при изгибе образцов, вырезанных в трансверсальном направлении двух рассматриваемых материалов,

Межслойная сдвиговая прочность композиционных материалов, изготовленных на основе вискеризованных волокон, как и характеристики в направлении армирования, в значительной степени определяется свойствами волокон. Это следует из табл. 7.6, где приведены свойства при изгибе эпоксидных и полиамидных углепластиков на основе волокон Модмор I и Торнел 50, вискеризованных нитевидными кристаллами одного типа. Сдвиговая прочность углепластиков на основе полиамидных связующих существенно ниже, чем на основе эпоксидных.

Материалы на основе углеродных волокон, вискеризованных нитевидными кристаллами карбида кремния, и эпоксидных, а также полиамидных связующих описаны в работах [19, 20, 25]. Использование указанных волокон в материалах, как показано в работе [102], приводит к резкому увеличению прочности на сдвиг, причем возрастание сдвиговой прочности пропорционально объемному содержанию нитевидных кристаллов. Влияние содержания нитевидных кристаллов на некоторые свойства при изгибе углепластиков, изготовленных на основе эпоксидного связующего Эпон 828, характеризуют данные, приведенные в табл. 7.7. Для межслойной сдвиговой прочности эти данные во многом условны. Они получены методом трехточечного изгиба образцов при llh = 3 и не характеризуют фак-

Применение вискеризованной арматуры для улучшения сдвиговых характеристик и прочности на отрыв в трансверсальном направлении композиционных материалов весьма эффективно не только при использовании этих материалов в нормальных температурных условиях, но и при повышенных температурах. Изучение влияния повышенных температур (до 300 °С) на сдвиговые свойства однонаправленных угле- и стеклопластиков на основе волокон, вискеризованных нитевидными кристаллами из аэрозоля, показало, что применение вискеризованных волокон в композиционных материалах способствует значительному увеличению их сдвиговых характеристик (рис. 7.12). Максимальное повышение этих характеристик наблюдается в интервале температур 150—250 °С. Межслойная жесткость изученных материалов возрастает в 2 раза, а межслойная прочность в 2,8 раза по сравнению с указанными характеристиками материалов, армированных невискеризованными волокнами. Свойства композиционных ма-

нии на срез углепластики на основе волокон, вискеризованных нитевидными кристаллами карбида кремния, разрушались не путем среза, а под действием нормальных напряжений. Фактическая прочность при сдвиге этих материалов достигала 140 МПа.

ков, вискеризованных нитевидными кристаллами из аэрозоля. Линейность кривых а (е) типична и для других материалов на основе вискеризованных волокон. Зависимость прогиба от нагрузки при изгибе рассматриваемых композитов также линейна до разрушения (рис. 7.6).

Рис. 7.6. Зависимость прогиба от нагрузки при испытании на поперечный изгиб материалов на основе волокон, вискеризованных нитевидными кристаллами ТШ* из газовой фазы:

Более подробные сведения о механических свойствах углепластиков на основе волокон, вискеризованных нитевидными кристаллами ТЮ2 из аэрозоля и Si3N4 из газовой фазы, приведены в табл. 7.3. Очевидно, что углепластики на основе вискеризованных волокон из аэрозоля вследствие хаотического расположения нитевидных кристаллов во всем объеме имеют одинаковые значения модулей сдвига. Углепластики, армированные вискеризованными волокнами из газовой фазы, имеют незначительное превышение значений модуля сдвига G^,, по сравнению со значениями межслой-ного модуля GXZ, что свидетельствует о близости характера распределения нитевидных кристаллов в этих плоскостях. Существенные различия в меж-слойной сдвиговой прочности и прочности при изгибе образцов, вырезанных в трансверсальном направлении двух рассматриваемых материалов,

Межслойная сдвиговая прочность композиционных материалов, изготовленных на основе вискеризованных волокон, как и характеристики в направлении армирования, в значительной степени определяется свойствами волокон. Это следует из табл. 7.6, где приведены свойства при изгибе эпоксидных и полиамидных углепластиков на основе волокон Модмор I и Торнел 50, вискеризованных нитевидными кристаллами одного типа. Сдвиговая прочность углепластиков на основе полиамидных связующих существенно ниже, чем на основе эпоксидных.

Армирование вискеризованными волокнами

Армирование вискеризованными волокнами

Армирование вискеризованными волокнами

iB — коэффициент армирования вискеризованными волокнами без учета объема нитевидных кристаллов; упругие характеристики модифицированной матрицы помечены звездочкой; Еа, Са — упругие характеристики волокон.

Армирование вискеризованными волокнами

7.2. Свойства композиционных материалов, армированных вискеризованными и невискеризованными волокнами

Более подробные сведения о механических свойствах углепластиков на основе волокон, вискеризованных нитевидными кристаллами ТЮ2 из аэрозоля и Si3N4 из газовой фазы, приведены в табл. 7.3. Очевидно, что углепластики на основе вискеризованных волокон из аэрозоля вследствие хаотического расположения нитевидных кристаллов во всем объеме имеют одинаковые значения модулей сдвига. Углепластики, армированные вискеризованными волокнами из газовой фазы, имеют незначительное превышение значений модуля сдвига G^,, по сравнению со значениями межслой-ного модуля GXZ, что свидетельствует о близости характера распределения нитевидных кристаллов в этих плоскостях. Существенные различия в меж-слойной сдвиговой прочности и прочности при изгибе образцов, вырезанных в трансверсальном направлении двух рассматриваемых материалов,

Армирование вискеризованными волокнами

Свойства трех типов композитов, изготовленных на основе эпоксидных, полиэфирных и вискеризованных волокон, приведены в работе [25]. Так, прочность при срезе углепластиков на основе обычных волокон составляла 28 МПа;' углепластики, армированные вискеризованными волокнами, от

7.5. Характеристики углепластиков, армированных обычными к вискеризованными волокнами Модмор I (связующее Эпон 828) [I02J

Упругие и прочностные свойства композиционных материалов, армированных вискеризованными волокнами, определяются не только основной арматурой и матрицей, но и свойствами, объемным содержанием и упаковкой нитевидных кристаллов. Влияние последних на изменение свойств материалов, зависящих в основном от жесткости и прочности модифицированной матрицы, является доминирующим. Это следует из анализа экспериментальных данных, приведенных на рис. 7.8. Коэффициент вариации для Rxz, GX2, Rx и EX не превышал 10 % при семи испытанных образцах на каждую точку.