Справочник по композиционным материалам

Структура и морфология боровольфрамовых волокон

Наиболее полно читатели могут ознакомиться с описанием ' структуры и морфологии боровольфрамовых волокон в обзорах [4, 14] и [15]. Здесь же изложим краткое содержание этих об­зоров.

Несмотря на то что бор осаждается химически из смеси ВС13 и Н2 в поликристаллической ^-ромбоэдрической форме, малые размеры кристаллов ('--20 А) позволяют рассматривать его как аморфный. При осаждении бора в интервале температур 1300— 1400 °С большое количество ^-ромбоэдрического бора образует локальные кристаллы существенно больших размеров. С возра­станием температуры число таких образований растет, и при температуре выше 1400 °С практически весь бор осаждается в виде поликристаллической формы с размерами кристаллов, равными нескольким тысячам ангстрем. Такая поликристаллическая форма приводит к низким физико-механическим свойствам волокна, и поэтому необходимо избегать ее образования при производстве борных волокон.

Большинство локализованных дефектов, приводящих к росту внутренних напряжений и соответственно к падению прочности, возникает в процессе получения волокна. Основной задачей при получении высокопрочных борных волокон является уменьшение влияния этих дефектов. Можно было бы избежать образования дефектов в виде участков поликристаллического бора, если бы удалось выдерживать температуру осаждения ниже пика темпе­ратуры их образования. Включение таких посторонних примесей, как карбонизированные частицы, окись вольфрама и хлорид ртути, увеличивает число дефектов, приводящих к росту вну­тренних напряжений. Эти дефекты имеют вид «шишек» или ка­пель на внешней поверхности волокна. Отмечено, что частота об­разования этих дефектов низка вблизи ртутного электрода и на участке, где волокно очищается, т. е. на промежуточном электроде. Осколки основы также являются источником сходных дефектов. Во избежание этого основу очищают нагреванием в нейтральном газе (или смеси газов), пропуская через систему чистый водород до начала осаждения бора. Волокна могут также увлекать ча­стицы, образовавшиеся в результате трения и соприкосновения их со стенками реактора под действием электростатических сил. 230

Образования этих дефектов можно избежать, контролируя поло­жение волокон в центре реактора и задавая необходимое натяже­ние исходя из расхода основы. Трещины в вольфрамовой основе приводят к образованию волокон с низкой прочностью при растя­жении. Во избежание этого применяют метод предварительной вытяжки вольфрама.

Еще одной причиной снижения прочности является образова­ние кольцевых радиальных трещин. Число этих дефектов возра­стает, если температура осаждения низка или если увеличивается скорость получения волокна при реализации многостадийной схемы. Эти дефекты могут быть устранены более жестким кон­тролем над температурным профилем. Улучшение продольных прочностных свойств боровольфрамовых волокон за последние десять лет является следствием организации тщательного кон­троля всего технологического процесса получения продукции, что привело к снижению числа дефектов в волокне.

Поверхность бороволокон имеет зернистую структуру, сход­ную со структурой зерен в колосе (см. рис. 10.5). Эти зерна обра­зуются на зародышевых участках основы, которая не является абсолютно гладкой. На рис. 10.5 видно, что они больше, лучше выражены и более упорядочены для боровольфрамовых, нежели для бороуглеродных волокон. Такое различие является резуль­татом влияния относительно грубой поверхности боровольфрамо­вых волокон. Меньшая зернистость бороуглеродных волокон является следствием более гладкой поверхности углеродных во­локон основы, дефекты которых «залечены» пиролитическим гра­фитом. Как было показано в п. 10.2.2.3, улучшение поверхности бороуглеродных волокон — это одно из свойств, которое пред­определяет низкую трансверсальную прочность эпоксиборопла - стиков.

Справочник по композиционным материалам

Пластики, полученные методом намотки

Быстрое развитие исследований и применение материалов, полученных намоткой, привело к созданию большого числа специ­фикаций и стандартов на методы их испытаний. Следующие стан­дарты ASTM представляют собой интерес: ASTM D2290-76. Определение предела …

Другие виды испытаний

Ряд испытаний должен проводиться при повышенных темпера­турах. Зависит это от типа композиционного материала и области его применения. Обычные композиты не должны терять проч­ность и модуль после получасовой экспозиции при темпера­туре …

Влияние длительной выдержки в окем*М;-г! иа глубине 1737 м на свойства СВКМ

Показатель Исходные значения После выдерж­ки на глубине 1737 м в тече­ние 1045 сут Показатель Исходные значення После выдерж­ки на глубине 1737 м в тече­ние 1045 сут А0Ж( МПа £сш, ГПа …

Как с нами связаться:

Украина:
г.Александрия
тел./факс +38 05235  77193 Бухгалтерия
+38 050 512 11 94 — гл. инженер-менеджер (продажи всего оборудования)

+38 050 457 13 30 — Рашид - продажи новинок
e-mail: msd@msd.com.ua
Схема проезда к производственному офису:
Схема проезда к МСД

Оперативная связь

Укажите свой телефон или адрес эл. почты — наш менеджер перезвонит Вам в удобное для Вас время.