УГЛЕРОДОПЛАСТЫ
карбопласты, углепластики,
пластмассы, содержащие в качестве наполнителя углеродные волокна (в
виде непрерывного жгута, ленты, мата или короткого рубленого волокна).
Связующими для таких материалов служат синтетич. полимеры, напр. эпоксидные,
полиэфирные, феноло-формальдегидные смолы, поли-имиды, кремнийорганич.
полимеры (полимерные У.), синтетич. полимеры, подвергнутые пиролизу (коксованные
У.), и т. н. "пиролитич. углерод" (пироуглеродные У.).
Изделия из У. можно формовать всеми способами,
применяемыми при переработке слоистых пластических масс. Наиболее
распространён след. метод: углеродный наполнитель пропитывают расплавом
или раствором связующего (напр., в спирте, в углеводородах), подсушивают,
получая полуфабрикат (препрег), из к-рого выкраивают заготовки, собирают
из них по форме изделия пакет и прессуют, как правило, на гидравлич. прессах,
в автоклавах или пресс-камерах (уд. давление не должно превышать 2,0- 2,5
Мн/м2,
или 20-25 кгс/см2, из-за высокой хрупкости углеродного
волокна). Препрег в виде пропитанной ленты или жгута используют также при
получении изделий намоткой. Коксованные У. получают пиролизом полимерных
У. при 300- 1500 °С или 2500-3000 °С. При изготовлении пироуглеродных У.
наполнитель, не пропитанный связующим, выкладывают по форме изделия, помещают
в печь, в к-рую пропускают обычно метан. При 1100 °С и остаточном давлении
2,6 кн/м2 (20 мм рт.
ст.) он разлагается,
и образующийся "пиролитич. углерод" осаждается на углеродных волокнах,
связывая их.
У. характеризуются сочетанием высокой прочности
и жёсткости с малой плотностью, низкими температурным коэфф. линейного
расширения (благодаря чему при повышенных темп-pax У. имеют хорошую стабильность
размеров) и коэфф. трения, высокими тепло- и электропроводностью, износостойкостью,
устойчивостью к термич., химич. и радиационному воздействию. У. превосходят
др. слоистые пластики (напр., стеклопластики, асбопластики) и металлы
по статич. и динамич. выносливости,< имеют высокую вибропрочность
(напр., усталостная прочность при изгибе У на основе эпоксидного связующего
более 400 Мн/м2, или 40 кгс/мм2,
вибропрочность 480 Мн/м2, или 48 кгс/мм2).
У.
обладают высокой анизотропией свойств. Пи-роуглеродные и коксованные У.
отличаются также хорошими абляционными свойствами (см. Абляция).
Однако
ударная прочность У. меньше, чем, напр., у стеклопластиков.
У.- важные композиционные материалы,
используемые
в авиастроении (обеспечивают снижение массы деталей фюзеляжа, крыла, оперения
самолёта на 15-50%). Из У. изготавливают детали самолётов скоростной авиации
и космич. летательных аппаратов, спортинвентарь (напр., лыжи), хим. оборудование;
У. используют в судо- и автомобилестроении. Коксованные и пироуглерод-ные
У. применяют для внеш. теплозащиты возвращаемых космич.
аппаратов,
для внутр. теплозащиты элементов ракетных двигателей (сопла, камеры сгорания).
И. П. Хорошилова.
А Б В Г Д Е Ё Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ъ Ы Ь Э Ю Я