22 января 2018

 МИЦ «Композиты России» проводит исследования по металлизации углеродных волокон

МИЦ «Композиты России» проводит исследования по металлизации углеродных волокон

Специалисты инжинирингового центра «Композиты России» провели исследование для отработки технологии металлизации углеродных лент и тканей с целью повышения механических и теплофизических свойств углепластиков.

Первый этап работы относился к разработке методов модификации поверхности высокомодульных углеродных волокон и исследованию структуры и свойств углеродных наполнителей с модифицированной поверхностью. Были разработаны составы металлических покрытий и технология производства углепластиков на основе эпоксидного связующего и были проведены исследования химического состава созданных покрытий.

Традиционно, при изготовлении изделий из полимерных композиционных материалов (ПКМ) в качестве связующих использовались олигомерные материалы. В судостроении наибольшее распространение получили связующие на полиэфирных основах, в ракетно-космическом производстве и в авиастроении – эпоксидные связующие. Основным недостатком этих и других типов связующих, например, фенольных является их низкая адгезионная прочность.

Длительное время основным недостатком углепластиков являлась их высокая стоимость, но в настоящее время разработаны экономически эффективные технологии производства деталей из полимерных композиционных материалов, что привело к существенному расширению областей их применения, в том числе при производстве и ремонте машин самого широкого назначения.

Углепластики относятся к одним из наиболее перспективных ПКМ, что связано с высокими значениями их физико-механических характеристик, а также с их уникальными теплофизическими свойствами.

Известно, что прочность однонаправленных углепластиков определяется прочностью волокон, тогда как прочность при межслоевом сдвиге зависит от прочности адгезионного взаимодействия между волокном и матрицей. Для повышения адгезионного взаимодействия углепластиков широкое распространение получили аппреты. Аппреты можно наносить непосредственно на ткани (ленты, волокна), как на заводах, на которых их изготавливают, так и в условиях предприятий, занятых формованием деталей из углепластиков.

Еще один способ повышения прочности при межслоевом сдвиге - металлизация поверхности углеродной ткани. Однако, по сравнению с технологиями аппретирования, этот способ еще не получил широкого распространения.

Для достижения этой цели специалистам МИЦ «Композиты России» необходимо решить ряд задач.

«Наши ученые определяли комплекс свойств, в том числе и химический состав, образцов углеродных тканей (лент) в зависимости от типа нанесенного металла и технологии металлизации, — рассказывает Владимир Нелюб, директор МИЦ «Композиты России». — Определить значения адгезионной прочности путем испытаний на межслоевой сдвиг и методом pull-out. Разработать технологию металлизации поверхностей углеродных наполнителей, обеспечивающую наибольшие значения адгезионной прочности системы углеродное волокно-эпоксидное связующее».

По результатам завершения первого этапа НИР можно сделать вывод о том, что цели данного этапа достигнуты. Подобран состав КМ и разработана опытная технология, на основании которой изготовлены образцы приемлемого качества. Изучена зависимость качества нанесенного на углеродную ленту металлического покрытия от технологии предварительной очистки. Проведён комплекс механических испытаний, который позволил определить значения адгезионной прочности в системе углеродное волокно-эпоксидное связующее. Определён химический состав образцов углеродных лент для различных типов нанесенных на них покрытий.

Результаты всех проведённых исследований формируют научно-технический задел, благодаря которому на следующих этапах НИР будет усовершенствована технология металлизации углеродных лент и тканей и отработана технология формования высокопрочных углепластиков.

 

 

Ваш браузер — Internet Explorer

К сожалению, этот браузер уже устарел: он уже не поддерживает новые веб-технологии и не соответствует современным веб-стандартам, поэтому некоторые элементы на странице могут отображаться некорректно. В этой связи, рекомендуется обновить Ваш браузер до последней версии или использовать альтернативные браузеры бесплатно, такие как Google Chrome, Mozilla Firefox, Yandex, Opera