м, визначають міцність і жорсткість (модуль пружності) матеріалу.
Таблиця 2
армуючі волокна
В першу чергу слід зупинитися на скляних волокнах, найбільш поширених і дешевих з армуючих волокон. Склопластики - найбільш дешеві композиційні матеріали, тому вони широко використовуються в будівництві, побуті, суднобудуванні, у тому числі підводному, в наземному транспорті, в спортивному інвентарі ...
Головний недолік скляних волокон - порівняно велика щільність і низький модуль пружності.
Близько за природою скляним базальтові волокна, сировиною для яких є дуже дешевий природний мінерал, мають схожі, але, на жаль, часто нестабільні властивості. У таблиці 3 наведено склади і деякі властивості скляних і базальтових волокон.
Таблиця 3
Тип і призначення волокна
E S YM - 31A
Склад,% Загального Високо-Високо-Базаль-
призначення міцне модульне товое
SiO2 54,0 65,0 53,7 50
Al2O3 14,0 25,0 - 15O3 0,2 - 0,5 2 17,5 - 12,9 9 4,5 10,0 9,0 5O3 8,0 --- O 0,6 - 1O - 3,0 --- 8,0 --- 8,0 3 - 2,0 --- 3,0 -
FeO --- 11O --- 3
щільність, 2,54 2,49 2,89 -
г/cм3
міцність, 3,45 4,59 3,45 2? 2,25
ГПа
модуль 72,4 86,2 110 78? 90
пружності,
ГПа
Наступний тип армуючих волокон - вуглецеві - був створений для подолання таких недоліків скляних волокон, як низький модуль пружності і велика щільність. Вуглецеві волокна і композити з них мають глибокий чорний колір і добре проводять електрику, що визначає і обмежує області їх застосування. Вуглепластики широко застосовуються в авіації, ракетобудуванні, при виготовленні спортінвентарю (велосипедів, автомобілів, тенісних ракеток, вудок і тому подібного). Крім того, вуглецеві волокна і вуглепластики мають дуже низький, практично нульовий коефіцієнт лінійного розширення, що робить їх незамінними в деяких спеціальних областях застосування: наприклад, в космічних телескопах або інших аналогічних елементах космічної техніки. На основі вуглецевих волокон роблять і самий теплостійкий композиційний матеріал - углеуглепластік (углеродуглерод), в якому матрицею, склеюючої вуглецеві волокна, служить також практично чистий вуглець. У таблиці 4 наведені властивості деяких промислових вітчизняних і випускаються японськими й американськими фірмами марок вуглецевих волокон.
Таблиця 4
Марка Міцність, Модуль упру-Щільність,
волокна ГПа гості, ГПа г/см3
Високоміцні волокна
Т - 300 * 3,6 235 1,76
Т - 400H * 4,5 255 1,80 H * 5,7 300 1,81 * 7,2 300 1,82
високомодульний волокна
М - 30 * 4300 1,7
М - 40 * 2,8 400 1,81
М - 46 * 2,4 460 1,88
М - 50 * 2,5 500 1,91
М - 55J * 3,7 550 1,93 ** 2,8 500 ** 2,9 550 ** 3,0 600 ** 3,24 785
Унів...
