Углепластики (углеродопласты, карбопласты) относятся к группе армированных композиционных материалов, т.е. содержащим в качестве упрочняющего наполнителя волокнистые, тканевые, сеточные или листовые материалы. В углепластиках упрочняющим наполнителем являются углеродные волокна (УВ). По своим свойствам это прочные материалы с высокими электро- и теплопроводностью, обладающие термической и химической стойкостью.
Углепластики изготавливают на основе различных связующих: фенольной и эпоксидной смол, полиамида, полисульфона. Свойства представлены в таблице ниже.
Основные свойства углепластиков
|
|
Углепластики |
|||
|
Свойство |
Карбоволокниты |
На термопластичной |
||
|
Фенольная |
Циклоалифатическая |
ПолиамидП66 |
Полисульфон |
|
|
Плотность, кг/м3 |
2300 |
1550 |
1280 |
1370 |
|
Предел прочности, |
84 |
1650 |
245 |
160 |
|
Ударная вязкость, кДж/м2 |
20 |
30...90 |
50...70 |
10...20 |
|
Модуль упругости |
14 000 |
124000 |
20 300 |
14350 |
|
Теплостойкость, |
80... 115 |
60... 70 |
267 |
137 |
|
Температурный коэффициент линейного расширения α×105, 0С-1 |
1...2 |
1,2... 1,5 |
1,89 |
1,08 |
|
Удельное электрическое сопротивление, Ом×м |
5...8 |
6...10 |
3...5 |
1...3 |
Технология изготовления углепластика.
Материал для создания заготовки (препрег) углепластика представляет собой структуру из сонаправленных углеродных волокон, пропитанных клейким связующим. Для придания материалу механической прочности небольшая часть волокон (~1%) уложена в препреге перпендикулярно главной оси.
Например, формование композиционного материала T800H/3631 происходит при температуре 170 °C и гидростатическом давлении 6 атм. При указанных условиях связующее препрега полимеризуется, образуя монолитный образец. При этом механические свойства углепластика определяются числом слоев и направлением их укладки.