главная > справочник > химическая энциклопедия:

Углепластики

Углепластики (углепласты, углеродопласты), композиционные, главным образом полимерные, материалы, армированные наполнителями из углеродных волокон. тСвязующее (матрица) в углепластиках - преимущественно термореактивные синтетические смолы (эпоксидные, фенольные, полиэфирные, полиимидные и др.), термопласты (полиамиды, поликарбонаты, полисульфоны. полиэфиры и др.). Наполнители - углеродные нити, жгуты, ленты, ткани, маты, короткие рубленые волокна. Материалы на основе углеродных волокон и углеродной матрицы называют углерод-углеродными материалами.

Наибольшее значение имеют углепластики на основе непрерывных высокопрочных и высокомодульных (модуль упругости выше 150 ГПа) углеродных волокон. Они характеризуются низкой плотностью, высокой прочностью, высоким модулем упругости (см. табл.), статической и динамической выносливостью, вибропрочностью, повышенной химической и радиационной стойкостью, теплопроводностью. практически нулевым коэффициентом линейного расширения.

СВОЙСТВА НЕКОТОРЫХ УГЛЕПЛАСТИКОВ НА ОСНОВЕ НЕПРЕРЫВНЫХ ВОЛОКОН И УГЛЕРОД-УГЛЕРОДНЫХ КОМПОЗИТОВ

*Углеродное волокно прочностью 2800-3200 МПа, модуль упругости 220-250 ГПа. **Углеродное волокно прочностью 5700 МПа, модуль упругости 330 ГПа.

Для углепластиков с ориентированным (однонаправленным, перекрестным или пространственно армированным) расположением высокомодульных волокон коэффициентов теплопроводности 0,75-0,90 Вт/(м•К), коэффициент температуропроводности (5-8)•10^-7 м²/с, удельная теплоемкость 0,8-1,5 кДж/(кг•К). Температурный коэффициент линейного расширения однонаправленного углепластика вдоль волокон (-0,5-0,5)•10^-6 К^-1. Электропроводящие свойства углепластиков такие же, как и у исходных углеродных волокон.

Изделия из углепластиков изготовляют теми же методами, что и стеклопластики (см. также Полимерных материалов переработка).

Углепластики - конструкционные материалы в авиакосмической технике, автомобилестроении, судостроении, машиностроении, медицинской технике, при изготовлении спортивных товаров, протезов; углерод-углеродные композиты - конструкционные и теплозащитные материалы в авиакосмической технике, машиностроении, при изготовлении нагревательных элементов в электротехнике; в инертной среде работают при температуре до 2500 ⁰C.

Лит.: Конкин А. А., Углеродные и другие жаростойкие волокнистые материалы, M., 1974; Костиков В.И., Дергунова B.C., Композиционные материалы на основе углерода, M., 1978; Углеродные волокна и углекомпозиты, под ред. Э. Фитцера, пер. с англ., M., 1988; Справочник по композиционным материалам, под ред. Дж. Любина, пер. с англ., кн. 1-2, M., 1988.

©В. H. Тюкаев.