Справочник по композиционным материалам

Свойства КМ с органическими связующими

Как было сказано выше, большинство структур из бороволокон, используемых при создании композитов, имеют вид лент и матов - шириной 6,4 ... 122 мм. Наиболее часто для создания препрегов с борными волокнами используются эпоксидные связующие! «Авко-5505»; «Авко-5506», ЗМ SP290 и ЗМ SP292. Эти связующие отверждаются при температуре 177 °С, а ряд систем при темпе­ратуре 121 °С.

Расчетные (А-базис)

Формование панелей и профилей производят методом авто­клавного прессования при избыточном давлении 345 ... 586 Па. Частичное снижение прочности и жесткости материала происхо­дит за счет ухудшения свойств самого волокна и нарушения ориен-

10.2. Основные свойства однонаправленных (0°) бороэпоксидных слоисты* пластиков

Значение при Т

Свойства

Условное

Обозначение

23

177

Предел прочности, МПа: при продольном растяжении при поперечном растяжении прн продольном сжатии при поперечном сжатии при сдвиге в плоскости слоя прн межслоевом сдвиге Предельная деформация, %: при продольном растяжении при поперечном растяжении

Упругие

Модуль упругости, ГПа: при продольном растяжении при поперечном растяжении при продольном сжатии при поперечном сжатии при сдвиге в плоскости слоя Коэффициент Пуассона: продольный поперечный

Физические Плотность, кг/м?

Температурный коэффициент линейного расширения, 10_6/°С: продольный поперечный

207

206

19

7,9

207

206

19

79

4,8

2,2

0,21

0,21

0,019

0,008

2007

2007

4,14

5,38

19,2

35,4

-

Тации волокна в слоях. Несмотря на то что в эпоксиборопластиках может быть применена любая ориентация слоев, наиболее часто используемой является композиция с ориентацией армирующей компоненты 0, ±45, 90°.

Следующие данные механических испытаний и данные, исполь­зуемые при конструкторских расчетах, относятся к бороэпок - сидным смолам в боропластиках. Данные механических испытаний получены при лабораторных исследованиях. Расчетные данные использованы при создании композитов с ориентацией 0, ±45, 90°. Основным источником данных является сборник [51], под­готовленный для ВВС США фирмой «Роквелл интернэшанл».

55 ( 6,76

При толщине слоя 0,132 мм (использованы связующие «Авко-5505/4" и ЗМ SP292). Значения, физико-механических показателей для боропластиков диаметром 140 мкм должны быть выделены от­дельно. Номинальная толщина слоев в этом случае равна 0,178 мкм.

В табл. 10.2 собраны данные по прочностным, упругим и не­которым другим физическим характеристикам однонаправленных боропластиков с коэффициентом наполнения волокнами VB = = 0,5. Для слоев с ориентацией ±45° при VB = 0,5 данные при­ведены в табл. 10.3. Продольная прочность, модуль вдоль оси образца и сдвиговые характеристики представлены на рис. 10.9, 10.10.

Кривые зависимости напряжение—деформация для Л-базиса [плоскости с однонаправленной (0°) структурой укладки волокна] для продольного и поперечного растяжения и сжатия представ­лены на рис. 10.11, 10.12. Сдвиговые характеристики боропластика по таким слоям изображены на рис. 10.13.

На рис. 10.14 изображены характерные кривые напряжение— деформация соответственно при растяжении и сдвиге для слоев о ориентацией ±45°.

Влияние температуры на свойства однонаправленных слоев бороэпоксидных композитов показано на рис. 10.15, 10.16. Тем­пература выражена в относительных (к комнатной температуре Т = 23 °С) единицах. Свойства боропластиков при температуре 54 °С совпадают со свойствами при комнатной температуре.

10.4. Свойства однонаправленного композита типа SiC-эпоксидное связующее

Значення

Прн Т°С

Свойства

23

177

Изгиб в продольном направлении:

Предел прочности, МПа 2274 1468

Модуль упругости, ГПа 211 176 Изгиб в поперечном направлении:

Предел прочности, МПа ■ • 126 779

Модуль упругости, ГПа 21,1 8,3

Предел прочности при сдвиге в плоскости слоя, МПа 119 62,7 Растяжение в поперечном направлення:

Предел прочности, МПа 75,8 —>

Модуль упругости, ГПа 21,4 —

Деформация разрушения, % 0,48 —*

Плотность, кг/м3 2210 —

Характеристики препрега

Массовая доля, %:

TOC o "1-3" h z связующего 26 —

Летучих 1 —

Липкость при 33 °С Хоро - —

Шая

Число фнламенТов по ширине ленты, м-1 5500 —

---------- Г

2

Г" N

____

^ 1 1

1

82 7

SS1

Ns

20 40 SO во Пор,°/о

Et, МПа

Mi

Е, ГПа

- /

\

165

' \ ч

2

\

К/50

110

\ V4

Ч

____ І^Г2"

55

\

1 1

, 0 1 '

20 40 60 80 п00,%

S)

Рис. 10.9. Зависимость предела прочности ав (а) и модуля упругости Е (б) при растяжении слоистого эпоксиборопластика с коэффициентом иаполиеиия волокнами FB = 0,5 и углами ориентации волокон в слоях 0, ±45, 90° при комнатной (1) и повышенной до 177 °С (2) температурах от доли слоев /гор, ориентированных под углом ±45° [числа у кривых показывают долю однонаправ­ленных (угол ориентации 0°) слоев, % j

О)

Тед, МПа 689

Fyffla 69

0 го 40 60 80 Пор,% 6, МПа

Рис. 10.10. Зависимость предела проч­ности при сдвиге тсд и модуля сдви­га Gcn слоистых эпоксиборопласти - ков (с углами ориентации 0, ±45, 90° и VB = 0,5) при комнатной (1) и повышенной до 177 °С (2) темпера­турах от доли слоев я0р с углом ори-

0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6

Рис. 10.11. Зависимость напряжение а-деформация в для Л-базиса [одно­направленного слоя (0°)] эпоксиборопластика при комнатной (КТ) и повы­шенной (177 °С) температурах при растяжении в продольном (Пр) (а) и попереч­ном (Пп) (б) направлениях 1

Б, МПа

6, МПа

0,4 0,8 і,2 1.S 2,0 е,%

Є)

0,2 0,4 О,В 0,8 1,0 1,1

X, МПа

Рис. 10.12. Зависимость напряжение а — де­формация е при продольном (а) и поперечном (б) сжатии для однонаправленных слоев (0°) эпокси - боропластика:

1 і—• при комнатной температуре; 2 при 177 РС

Рис. 10.13. Зависимость напряжение т—дефор­мация е при сдвиге в плоскости слоя для одно­направленного (0°) слоистого эпоксиборопла­стика:

1 — при комнатной температуре; 2 — при 177 °С

Рис. 10.14. Типичные зависимости напряжения а, т—деформации е при продольном растяжении (а) и сдвиге в плоскости слоя (б) для эпоксибо - ропластика с ориентацией слоев под углом ±45°: 1 і— при комнатной температуре; 2 — при 177 °С 6, МП а

0 0,2 0,6 0,8 10,0 £,%

4 6)

Риб. 10.15. Зависимость изменения предела прочности (/), модуля упругости (2) и коэффициента Пуассона (3) от температуры Т при растяжении однонаправлен­ного (угол ориентации 0°) слоистого эпоксиборопластика в продольном (а) и в поперечном (б) направлениях:

— Доля изменения свойства, относительной данной характеристики прн комнатной температуре

Рис. 10.16. Зависимость сохранения механических свойств однонаправлен­ного слоистого эпоксиборопластика от температуры Т:

А) 6)

А — при сжатии: 1,2 — модуль упругости соответственно в поперечном и продольном направлениях; 3,4 — предел прочности соответственно в продольном н поперечном на­правленнях; б — при сдвиге: 1,2 — соответственно модуль н предел прочности в про­дольном н поперечном направлениях

Рис. 10.17. Зависимость поперечного аПоп (-0 и продольного апр (2) коэффи­циентов температурного линейного расширения однонаправленного слоистого эпоксиборопдастика от температуры Т

Рис. 10.18. Усталостные характеристики эпоксиборопластика при комнатной (/, 2, 4, 6) и повышенной до 177 °С (3, 5) температурах. Максимальное на­пряжение в цикле на образце ашах поддерживалось постоянным. Условный раз­мер подреза Кг = 1 (кривые 1, 3, 4, 5) и /Ст = 3 (кривые 6 и 2):

Ы « число циклов иагружений до усталостного разрушения

Зависимость коэффициента линейного расширения от темпе­ратуры представлена на рис. 10.17. Усталостные характеристики эпоксиборопластиковых слоев показаны на рис. 10.18.

Все представленные характеристики отражены в обзоре [51 ], который является наиболее полным справочным материалом по свойствам боропластиков.

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@inbox.ru
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.