Комбинированная матрица

Формирование УУКМ

Комбинированная матрица формировании УУКМ связано, обычно, с наполнением жесткого каркаса углеродных волокон углеродной матрицей. Заполнение каркаса углерод-коксовой матрицей может проводиться, например, путем карбонизации под давлением. Пироуглеродную матрицу получают газофазным осаждением, но тот или иной метод имеет свои плюсы и не лишен и недостатков (невысокие прочностные свойства матрицы при жидкофазном методе, большие энергозатраты при газофазном методе и др.). Поэтому часто применяют так называемый комбинированный или комплексный метод формирования углеродной матрицы, который сочетает в той или иной последовательности пропитку пеком (смолой) с последующей карбонизацией и уплотнение (доуплотнение) пироуглеродом из газовой фазы. Таким образом комбинированная матрица УУКМ состоит, как правило, из углеродных волокон, пироуглерода и углерод-кокса. Наряду с доуплотнением, для повышения стойкости к окислению, термостойкостью и т.д.

Графитация УУКМ

УУКМ часто подвергают графитации. Для этого используют термообработку в диапазоне температур 2000-3000°С. Морфология углеродной матрицы после графитации зависит от конкретной температуры термообработки. Углерод, сформировавшийся при температуре 2000 °C имеет склонность образовывать смешанные квазикристаллические структуры. Для него характерно отсутствие последовательности в размещении кристаллов, слои графита непараллельны, разорваны, перемешаны. Расстояние между базовыми (основными) плоскостями, характеризующее степень упорядоченности углеродной матрицы относительно велико: 3.44 ангстрема.

Тепловая обработка

Комбинированная матрица в процесс тепловой обработки при 3000 °C состоит в превращении неупорядоченного материала, содержащего дефекты основных или базовых плоскостей, в материал, состоящий из основных плоскостей, свободных от дефектов. Это превращение сопровождается уменьшением расстояния м/у основными плоскостями до величины, близкой к расстоянию между основными плоскостями в одиночном кристалле графита (3.35 ангстрема). Происходит уплотнение материала и изменение его свойств — материал приобретает высокую электрическую проводимость и теплопроводность.

Автор:

доцент кафедры Механика композиционных материалов и конструкций, кан. техн. наук

А.В. Бабушкин

Название: Конструкционные и функциональные волокнистые композиционные материалы

Город: Пермь

Год: 2007