Свойства углепластиков, изготовленных из металлизированных углеродных лент


https://doi.org/10.20914/2310-1202-2019-1-303-309

Полный текст:


Аннотация

Совершенствование технологий изготовления углепластиков является актуальной задачей, поскольку области их применения с каждым годом увеличиваются, что требует расширение комплекса их свойств, в том числе повышение теплофизических характеристик, что позволит повысить конкурентоспособность изделий. Недостаточная научно-экспериментальная база сдерживает разработку новых технологических способов регулирования функциональных свойств углепластиков. В связи с этим предлагается методика направленного регулирования тепло- и электропроводности углепластиков путем использования углеродных лент с металлическим покрытием. Приведены результаты экспериментальных исследований прочностных и теплофизических свойств углепластиков, изготовленных из углеродных лент с металлическими покрытиями и эпоксидного связующего по технологии вакуумной инфузии. Разработана технология нанесения методом магнетронного распыления на углеродные ленты металлических покрытий, определено давление плазмообразующего газа, ток разряда и время распыления. В качестве материала металлических покрытий были использованы: нержавеющая сталь, титан, медь, цинк, алюминиевый сплав и серебро. Методами структурного анализа определены значения толщин металлических покрытий, величина которых составляет 100 нм. Установлено, что при нанесении на углеродную ленту покрытий из титана, нержавеющей стали и меди имеет место повышение прочности при межслоевом сдвиге на 32, 39 и 13% соответственно. Экспериментально доказано, что металлизация углеродных лент приводит к снижению характеристик теплоемкости, к снижению величины электрического сопротивления и к повышению теплопроводности углепластиков. Наибольший эффект получен при использовании медного покрытия, которое позволило практически в 2 раза повысить теплопроводность и в 2,5 раза снизить величину электрического сопротивления. Полученные результаты использованы при создании углепластиков с функциональным комплексом свойств.

Об авторах

В. А. Нелюб
Московский Государственный Технический Университет имени Н.Э. Баумана
Россия
к.т.н., директор, межотраслевой инжиниринговый центр «Композиты России» МГТУ им. Н.Э. Баумана., 2-я Бауманская ул., д. 5, стр. 1, г. Москва, 105005, Россия


А. А. Берлин
Институт химической физики имени Н.Н. Семёнова Российской Академии Наук
д.х.н., академик РАН, научный руководитель, Институт химической физики, ул. Косыгина, д. 4, г. Москва, 119991, Россия


Список литературы

1. Баженов С.Л., Берлин А.А., Кульков А.А., Ошмян В.Г. Полимерные композиционные материалы. Долгопрудный: издательский дом «Интеллект», 2010. 352 с.

2. Баурова Н.И., Зорин В.А. Применение полимерных композиционных материалов при производстве и ремонте машин: учеб. пособие. М.: МАДИ, 2016. 264 с.

3. Гращенков Д.В. Стратегия развития неметаллических материалов, металлических композиционных материалов и теплозащиты // Авиационные материалы и технологии. 2017. № 5. С. 264–271.

4. Kharaev A.M., Oshroeva R.Z., Zaikov G.E., Bazheva R.Ch. et al. Synthesis and Properties of Halogens Containing Simple and Complex Block Copolyethers // Chemistry and Chemical Technology. 2017. V. 11. № 2. P. 162–170.

5. Ягубов В.С., Щегольков А.В. Саморегулируемый электронагреватель на основе эластомера, модифицированный многослойными углеродными нанотрубками // Вестник ВГУИТ. 2018. Т. 80. № 3. С. 341–345.

6. Раскутин А.Е. Российские полимерные композиционные материалы нового поколения, их освоение и внедрение в перспективных разрабатываемых конструкциях // Авиационные материалы и технологии. 2017. № 5. С. 349–367.

7. Петрова А.П., Малышева Г.В. Клеи, клеевые связующие и клеевые препреги; под общ ред. Е.Н. Каблова. М.: ВИАМ, 2017. 472 с.

8. Borodulin A.S., Kalinnikov A.S., Bazheva A.N., Beshtoev B.Z. Synthesis and properties of aromatic polyethersulfones // Unternational Journal of mechanical engineering and technology. 2018. V. 9. № 13. P. 1109–1116.

9. Марычева А.Н., Гузева Т.А., Пье П.М., Тун Л.Х. и др. Технологии изготовления слоистых композитов // Технология металлов. 2018. № 10. С. 7–12.

10. Городецкий М.А., Тепишкина Е.С., Чирва П.И. Типовые проблемы при выборе вспомогательных материалов для инфузионных технологий формования изделий из стеклопластиков // Все материалы. Энциклопедический справочник. 2017. № 4. С. 60–65.

11. Горбаткина Ю.А., Иванова-Мумжиева В.Г. Адгезия модифицированных эпоксидов к волокнам. М.: Торус Пресс, 2018. 216 с.

12. Попов Г.В., Игуменова Т.И., Гудков М.А. Управление качеством и формирование комплекса свойств полимерных композитов путем модификации углеродными наноматериалами // Вестник ВГУИТ. 2012. № 3. С. 111–114.

13. Нелюб В.А. Оценка адгезионной прочности методом pull-out в системе связующее-элементарная нить в зависимости от типа обработки нити // Клеи. Герметики. Технологии. 2018. № 3. С. 28–32.

14. Берлин Е.В., Сейдман Л.А. Получение тонких пленок реактивным магнетронным распылением. М.: Техносфера, 2014. 256 с.


Дополнительные файлы

1. Акт экспертизы "Свойства углепластиков, изготовленных из металлизированных углеродных лент"
Тема
Тип Прочее
Скачать (283KB)    
Метаданные
2. Сопроводительное письмо к статье "Свойства углепластиков, изготовленных из металлизированных углеродных лент"
Тема
Тип Прочее
Скачать (12KB)    
Метаданные
3. Рецензия "Свойства углепластиков, изготовленных из металлизированных углеродных лент"
Тема
Тип Прочее
Скачать (0B)    
Метаданные

Для цитирования: Нелюб В.А., Берлин А.А. Свойства углепластиков, изготовленных из металлизированных углеродных лент. Вестник Воронежского государственного университета инженерных технологий. 2019;81(1):303-309. https://doi.org/10.20914/2310-1202-2019-1-303-309

For citation: Neliub V.A., Berlin A.A. Properties of carbon fiber made of metallized tapes. Proceedings of the Voronezh State University of Engineering Technologies. 2019;81(1):303-309. (In Russ.) https://doi.org/10.20914/2310-1202-2019-1-303-309

Просмотров: 24

Обратные ссылки

  • Обратные ссылки не определены.


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2226-910X (Print)
ISSN 2310-1202 (Online)