Справочник по композиционным материалам

Гибридные композиты

Композиционные материалы на основе волокна кевлар имеют довольно низкие сдвиговые характеристики. Обычно эта проблема решается включением в состав армирующей компоненты КВМ других волокон, например углеродных, т. е. путем создания гиб­ридного композита. Арамидные и углеродные волокна обычно хорошо совмещаются в материале благодаря близким значениям коэффициентов линейного расширения. В кевлар-углеродных КВМ отсутствуют основные недостатки углепластиков — высокая цена и полное разрушение как следствие большой хрупкости. В кев- лар-стеклопластиковых гибридах отсутствуют основные недо­статки стеклопластиков, в частности малая гибкость. Возможности создания различных комбинаций КВМ описаны в работах [34— 37]. Мы ограничимся основными свойствами однонаправленных текстолитных гибридных материалов.

По данным фирмы «Файберайт» в табл. 12.31 представлены свойства однонаправленного гибридного КВМ на основе углерод­ного (торнел-300) и органического (кевлар-49) волокон с использо­ванием связующего файберайт-934 при общей объемной доле во­локна VB. 0 = 60 % [34]. В табл. 12.32 приведены данные по гибридным текстолитным композитам при Ув. 0 = 60 % [35].

12.31. Свойства однонаправленных гибридных КВМ на основе волокон торнел-3000, кевлар-49 и эпоксидного связующего

Сбалансированные ткани содержат равное число волокон по основе и утку.

Поставщик — фирма «Американ цианамид».

Примечания. 1. Предел текучести определяетси по первому пику кривой зависимости напряжение — деформация.

2. Работоспособность — площадь под кривой зависимости напряжение — деформация. — Прим. ред. пер.

Использование кевлар-49 в гибридных композитах с углеродными волокнами улучшает свойства ударной вязкости КВМ по сравне­нию с углепластиками, но при некотором снижении прочности и жесткости [37]. Вместе с тем КВМ на основе гибридных тек­столитов более энергоемки при производстве и дороже, нежели КВМ из углеродных препрегов. Следовательно, гибридные тек- столиты не так хороши, как пластики на основе препрегов из однородных материалов [35].