Введение к работе
Акт2альность_ПЕоблемы. Углерод-углеродные композиционные материалы обладает уникальным сочетанием физико-химических и механических характеристик, что обеспечивает широкие возмокности их применения в различных областях техники.
Компонентами таких материалов являются высокопрочные и высокомодульные углеродные волокна и различные связующе, получаемые на основе синтетических полимеров. В последнее время для производства углеродных волокон, а такхе в качестве связующего используются дешевые и доступные мезогенные пеки каменноугольного и нефтяного происхождения. Каменноугольные пеки обладает повышенной канцерогенностью и поэтому в настоящее время практически полностью заменяются на последние.
На основе нефтяных пеков, превращающихся при повышенных температурах в хидкокристаллическую фазу - мезофазу, в настоящее время получены термостойкие углеродные волокна, несколько уступающие по прочности углеродным волокнам, образующимся при термообработке синтетических полимеров. Кроме того, использование нефтяных мезогенных пеков в качестве связующего позволит, вероятно, получать углерод - углеродные композиционные материалы с широким спектром механических характеристик.
Цель, работы. 1. Поиск путей повышения эффективности пековых связующих для улучшения структурно-механических характеристик углерод-углеродных изделий. 2. Изучение предпереходных явлений при термообработке нефтяных мезогенных пеков и их вклада в ориентационные эффекты
-a-
при формовании и термообработке экструдатов. 3. Изучение механизма упрочнения экструдатов нефтяных мезо-генных пеков при низкотемпературной обработке. Научная новизна диссертационной работы.
Впервые обнаружена область проявления термотропного жидкокристаллического состояния при аномально низких значениях температур - 150 - 180С.
Исследованы предпереходные явления в пеках на различных стадиях термообработки, предшествующие появлению оптически анизотропной фазы - мезофазы; показано, что в процессе термообработки пеков происходит увеличение размера гексагональных структур в плоскости слоя, характеризуемое уменьшением полуширины рентгеновского рефлекса hx и прохождением его через минимум' при непрерывном уменьшении межслоевого .... расстояния ооі; для пеков, полученных в результате термокаталитических превращений, минимальное значение полуширины рефлекса hk сдвинуто в сторону большего времени термообработки, что свидетельствует о большей термической устойчивости таких пеков в сравнении с пеками пиролизного проихождения. - (
Установлена аномальная корреляция между структурой и прочностью карбонизованных пековых экструдатов при термообработке в области низких температур: максимальное значение предельной прочности на растяжение экструдатов достигается при наибольшей разориентации кристаллов поликристаллической структуры и наименьшем значении эффективного . размера кристаллита La.
-3-Пвактачес«ая_2наШ!мость_Еаботы
Впервые показано что, прочностные характеристики углерод-углеродных композиций, получаемых пропиткой углеродных каркасов незогенными пеками, определяются временем пребывания пеков в термопластичном состоянии. Оптимальное время пребывания пеков в термопластичном состоянии при температурах пропитки 400С составляет 30-50 мин., что позволяет достичь значения прочности на изгиб 82,7 кгс/мм . Использование пеков с временем пребывания в термопластичном состоянии более 10 час. приводит к заметному снижение прочности на изгиб углерод-углеродных композиций до 64, 0 хгс/тГ. Время, необходимое для осуществление 4-5 последовательных операций пропитка - карбонизация, обеспечивающих достижение высоких прочностно-механических характеристик, почти на порядок меньше, чем в случае пиролитического нанесения углерода при изготовлении углерод-углеродных композиций.
„ Апробация^работы.
Основные материалы диссертационной работы докладывались на Республиканской научно-технической конференции "Физико-химические и теплофизические свойства углеводородных систем" [г. Грозный, 1986г. ], а также на Московской международной конференции по хомпозиционнным материалам [г. Москва, 1989г. ].
_Публикации_по_работе.
" По теме диссертации опубликовано 6 печатных работ.
_Структтра и объем диссертации.
Диссертационная . работа состоит из введения, 5 глав, вызодов, а также списка литературы, включающего 131 наименование. Работа изложена на 154 страницах машинописного текста, содержит 35 рисунков, 10 таблиц.
