углепластики (англ. carbon fibre reinforced plastics сокр., CFRP) — композитные материалы, состоящие из углеволокон (см. волокно, углеродное) и полимерной матрицы.

Описание

Основная часть производимых углеволокон применяется в технике в качестве компонента углепластиков. В качестве матрицы (связующего) используют термореактивные (эпоксидные, фенольные, полиимидные) и термопластичные (поликарбонатные, полиэфирные) смолы.

В зависимости от формы и размеров элемента конструкции, при производстве углепластиков применяют следующие технологии:

  1. литьевое прессование, используемое для получения тонкостенных изделий сложной формы, для которых важно соблюдение точных размеров;
  2. автоклавное прессование, а также вакуумное прессование, отличающееся от первого меньшей величиной давления. В настоящее время эти, в значительной степени автоматизированные, процессы применяют в производстве элементов конструкций планера самолета;
  3. намотка, используемая для получения оболочек вращения и сетчатых конструкций ракетной техники, сосудов давления и т. п.;
  4. пултрузия (протекание через формообразующее отверстие), позволяющая получать длинномерные конструкции постоянного поперечного сечения;
  5. формование на оправке, используемое при получении спортивных товаров, типичным примером которых является удилище спиннинга.

В технологиях 1, 2, 5 и, частично, 3, используют препреги — пропитанные связующим углеволоконные ленты или ткани.

Основные области применения углепластиков — авиационная и ракетно-космическая техника, промышленное оборудование (лопасти ветро-электрогенераторов, сосуды повышенного давления, газовые центрифуги, оборудование глубоководного бурения), спортивные товары (теннисные ракетки, лодки, велосипедные конструкции и др.).

Основной недостаток армированных пластиков — относительно низкая температура эксплуатации; наиболее высокотемпературные матрицы на основе полиимидов могут эксплуатироваться при температурах до 400 оС.

Авторы

  • Лурье Сергей Леонидович
  • Милейко Сергей Тихонович

Источники

  1. Mortensen A. Concise Encyclopedia of Composite Materials. — Pergamon, 2007. — 958 p.
  2. Fabrication of Composites // Handbook of Composites. V. 4 / Ed. by A. Kelly, S. T. Mileiko. — North-Holland, Amsterdam, 1983.
  3. Композиционные материалы: справочник / Под. ред. В. В. Васильева, Ю. М. Тарнопольского. — М.: Машиностроение, 1990. — 512 с.
  4. Васильев В. В. и др. Анизогридные композитные сетчатые конструкции — разработка и приложения к космической технике // Композиты и Наноструктуры. 2009. №3. С. 38–50.

Напишите нам