CC BY
1
Актуальные проблемы авиации и космонавтики - 2022. Том 1
УДК 691.175.5
КОМПОЗИЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ НА ОСНОВЕ УГЛЕТКАНИ И АЛЮМОФОСФАТНЫХ СВЯЗУЮЩИХ
Д. П. Малков* Научный руководитель - Л. М. Амирова
Казанский национальный исследовательский технический университет
им. А.Н. Туполева-КАИ Российская Федерация, 420111, г. Казань, ул. К. Маркса, 10 *E-mail: DimanMalkin111@mail.ru
Получены композиционные материалы на основе углетканей и ряда алюмофосфатов, изучены механические свойства композитов при высоких температурах.
Ключевые слова: механические свойства, алюмофосфатное, алюмоборфосфатное, алюмохромфосфатное связующее, углеткань.
COMPOSITE MATERIALS BASED ON CARBON FIBER AND ALUMOPHOSPHATE BINDERS
D. P. Malkov* Scientific Supervisor - L. M. Amirova
Kazan National Research Technical University named after A.N. Tupolev - KAI 10, Karl Marx Street, Kazan, 420111, Russian Federation *E-mail: DimanMalkin111@mail.ru
Composite materials based on carbon fabrics and a number of aluminophosphates were obtained, the mechanical properties of composites at high temperatures were studied.
Keywords: mechanical properties, aluminophosphate, aluminoborphosphate, alumochromophosphate binder, carbon fiber.
Материалы на основе неорганических связующих (фосфатных, алюмо-фосфатных, хромо-фосфатных, магний-фосфатных, алюмо-хромофосфатных (АХФС) представляют собой перспективных класс конструкционных материалов для создания теплонагруженных конструкций. Материалы данного класса сохраняют работоспособность до температуры 1500°С без оплавления, имеют хорошие диэлектрические характеристики во всем интервале рабочих температур, относительно высокие прочностные показатели при температурах до 800 °С, обладают термостойкостью в окислительных средах [1-3]. Основным преимуществом данных материалов является их негорючесть, однако они обладают и рядом недостатков. Связующие представляют собой водные растворы, и при формировании материалов удаляется большое количество воды, что приводит к значительным усадкам и напряжениям вплоть до растрескивания материала. Одним из путей снижения усадок и повышения прочностных характеристик - это армирование волокнистыми наполнителями, например углетканями, однако технология получения таких композитов находится на стадии начальных разработок [4].
Секция «Перспективные материалы и технологии»
Целью данной работы является оптимизация технологических режимов получения композиционных материалов на основе алюмофосфатных связующих и углетканей. В качестве связующих были использованы алюмофосфатное связующее марки АР-1, алюмоборфосфатное связующее марки АВР-1, алюмохромфосфатное связующее марки АСР-1 компании BIENCHEN BAU.
Проведено исследование механических свойств углепластика на основе алюмофосфатного связующего при высоких температурах, а именно получение данных при растяжении, сжатии, сдвиге и изгибе.
В данной работе рассматриваются способы получения КМ на основе углеткани полотняного плетения АСМ С200Р и алюмофосфатного связующего. Была подобрана оптимальная технология получения данных композиционных материалов и режимы их отверждения. В работе описан поэтапный процесс определения механических свойств КМ при высоких температурах по ГОСТ Р 56805-2015.
Композиционные материалы на основе углеткани и неорганических связующих, благодаря своим уникальным свойствам могут быть использованы в теплонагруженных конструкциях, в элементах, которые эксплуатируются под действием открытого огня, а также в авиапромышленности и космической отрасли.
Библиографические ссылки
1. Dimitrienko Yu. I., Epifanovsky I. S. Investigation of High Temperature Deformations of Composites on an Inorganic Matrix // Moscow International Composites Conference 1990 (MICC 90) / I. N. Fridlyander, V. I. Kostikov (eds.). Springer, 1991. P.1206-1210. DOI: 10. 1007/978-94-011-3676-1_232
2. Димитриенко Ю. И., Епифановский И. С. Математическое моделирование процессов образования технологических напряжений в элементах конструкций из минеральных текстолитов // Композиционные материалы в изделиях машиностроения: материалы конференции. Реутов, НПО Машиностроения, 1989. С. 23-28.
3. Dimitrienko Yu. I. Inorganic Matrix Composite Materials: Peculiarities, modelling, testing // ECC8. European Conf. on Composite Materials. Science. Technology and Applications (3-6 June 1998, Napoli, Italy). WoodHead Publishing Limited. 1998. Vol. 4. P. 201-208.
4. Нелюб В. А. Многофункциональные полимерные композиты на основе металлизированных углеродных волокнистых материалов. Дис.док.тех.наук М. 2020.
© Малков Д. П., 2022
