2020-07-12
255
Рассмотренные выше волокна и нити применяют в качестве армирующих материалов КМ без обработки или после различных видов обработки: крутки, перемотки, ткацкой переработки и др.
По геометрическому признаку армирующие материалы могут быть в виде:
- нитей – крученые или некрученые пряди волокон;
- жгутов, состоящих из группы скрученных нитей или прядей;
- ровингов – пряди параллельных нескрученных волокон;
- ровницы – системы параллельных плотно уложенных волокон;
- тканей:
- однородные, гибридные, однослойные, многослойные (по составу и геометрии);
- полотняные, саржевые, ситцевые, сатиновые, трикотажные, специальные (по типу переплетения нитей) (рис. 2.4, 2.5);
а
б
в
Рис. 2.4. Внешний вид тканей однослойного переплетения:
а – схема полотняного переплетения;
б – схема саржевого переплетения (2х2);
в – схема сатинового переплетения
- лент:
- однородные – из волокон или нитей одного материала;
- гибридные – из двух и более типов волокон или нитей;
|
|
|
- однонаправленные;
- тканые.
Наиболее простая схема переплетения нитей в ткани – полотняное переплетение, когда каждая нить основы и утка проходит поочередно сверху и снизу пересекающей ее нити. Более сложным является саржевое переплетение, при котором каждая нить основы и утка проходит поочередно сверху и снизу двух пересекающих ее нитей. При этом на поверхности ткани образуется структура диагональных линий.
Отечественной промышленностью выпускается широкий ассортимент стеклотканей, органотканей, углетканей, гибридных тканей однослойного и многослойного переплетения.
К положительным качествам углеродных тканей относятся их высокая термостойкость, жесткость и прочность. Применяют однонаправленные ленты, ровницу и ткани полотняного и сатинового переплетений. Иногда применяют ткани и более сложного переплетения: саржевого и различного типа трикотажного.
Из бороволокна обычно делают боростеклоткани, в которых основа состоит из бороволокна, а уток - из стекловолокна. Соотношение тех и других волокон может колебаться довольно в широких пределах. Например, бороволокна может быть 84, 80, 65%, а стекловолокна - соответственно 16, 20, 35%.
Иногда армирующий материал представляет собой борокарбостеклоткань с различным сочетанием соответствующих компонентов. Так как углеволокно легче бороволокна и стекловолокна, то плотность борокарбостеклотканей может быть существенно ниже плотности бороволокна и стекловолокна.
Например, если борных волокон 27%, углеволокна 68%, стекловолокна 5%, то плотность ткани составляет» 1,56×103 кг/м3 или 1,56 г/см3.
|
|
|
Маркировка и свойства некоторых видов стеклотканей приведена в табл. 2.10.
Таблица 2.10
Маркировка и свойства стеклотканей, наиболее часто применяемых
в качестве армирующих элементов в КМ
| Марка ткани | Тип переплетения | Поверх-ностная плот- ность m, кг/м2
| Тол- щина h, мм | Плотность укладки нитей, текс/мм | Средняя прочность s, ГПа | ||
| по ос- нове | по утку | по ос- нове | по утку | ||||
| Т-10 Т-10-80 | Сатиновое 8/3 | 0,29 0,29 | 0,23 0,25 | 187 187 | 104 104 | 0,47 0,51 | 0,26 0,29 |
| Т-11 Т-11-752 Т-11-ВГС-9 Т-12 Т-12-41 Т-12-ВГС-9 | Сатиновое 8/3 или 5/3 | 0,39 0,39 0,39 0,37 0,37 0,37 | 0,30 0,30 0,30 0,30 0,30 0,30 | 238 238 238 229 229 229 | 140 140 140 135 135 135 | 0,39 0,30 0,27 0,39 0,36 0,27 | 0,23 0,23 0,14 0,23 0,19 0,14 |
| Т-13 Т-14 Т-14-78 А-1 А-2 | Полотняное | 0,29 0,31 0,31 0,11 0,07 | 0,27 0,29 0,29 0,10 0,06 | 173 173 173 54 34 | 108 140 140 54 27 | 0,30 0,28 0,29 0,24 0,20 | 0,19 0,23 0,24 0,24 0,17 |
| ТСУ 8/Э-ВМ-78 | Сатиновое 8/3 | 0,32 | 0,27 | 134 | 179 | 0,33 | 0,43 |
| ТУ ПР ТС-5Н-78 | Полотняное | 0,29 0,30 | 0,26 0,47 | 170 144 | 104 144 | 0,32 0,13 | 0,22 0,13 |
| МТТС-2,1 | Трехмерное | 2,10 | 2,20 | - | - | 0,25 | 0,18 |
Маркировка и свойства некоторых органотканей приведены в табл. 2.11.
Таблица 2.11
Маркировка и свойства тканей на основе органоволокон
|
Марка ткани |
Тип пере-плетения |
Поверх- ностная плот- ность m, кг/м2
|
Тол- щина h, мм |
Плотность укладки нитей, текс/мм |
Средняя прочность s, ГПа |
Предель- ная дефор- мация ε, % | |||
| по ос- нове | по ут-ку | по ос- нове | по утку | по ос- нове | по утку | ||||
|
СВМ
| Полотняное | - 0,11 0,075 | 0,45 0,25-0,3 0,15 | 142 44,1 26,5 | 142 47 30 | 0,39 0,24 0,28 | 0,39 0,27 0,35 | - 14 10 | - 12 9 |
| Рогож- ка 2/2 | 0,18 0,11 | 0,35 0,20 | 59 43 | 74 44 | 0,27 0,26 | 0,31 0,26 | 9 10 | 11 10 | |
| Сатиновое 8/3 | 0,16 | 0,40 | 75 | 69 | 0,26 | 0,21 | 12 | 9 | |
| Однона- правленная лента | 0,17 | 0,35 | 168 | 25,7 | 71 | - | 7,5 | - | |
| Кевлар-49 (США) | Полотняное | - | 0,45 | 140 | 130 | - | - | - | - |
Маркировка и свойства некоторых углетканей приведены в табл. 2.12.
Таблица 2.12
Характеристики и марки углеродных тканей
| Марка ткани | Тол-щина, мм | Погонная масса, г/м2 | Прочность, кН/0,05 м | δ, % | ||
| вдоль основы | вдоль утка | вдоль основы | вдольутка | |||
| ВГ | 0,4-0,6 | 320…420 | 0,35…0,6 | 0,2…0,3 | 21…2 | 3…12 |
| ТКК-2, ТКК-5 с покрытием пирокарбидом кремния | - - | 300-410 300 | 0,5-0,7 0,5-0,7 | 0,1-0,25 0,05-0,1 | - - | - - |
| ТКЦ-2, ТКЦ-5 с покрытием пирокарбидом циркония | - - | 400 300 | 0,5-0,7 0,4-0,5 | 0,1-0,2 0,05-0,1 | - - | - - |
| ТМП-3, ТМП-4 с пиролитическим покрытием углеродом | 0,6-0,8 0,65-0,85 | 260-310 350-420 | 0,8 0,7 | 0,2 0,2 | 5-20 3-15 | 10-35 3-25 |
| УВМ-4 | 2,3 | 1150 | 2,0-1,0 | 0,7-1,7 | 4,0 | 3,0 |
| УТМ-8 | 0,5-0,9 | 300-450 | 0,5 | 0,2 | - | - |
| УУТ-2 | 0,5-0,6 | 310-380 | 0,85-0,75 | 0,4-0,35 | 5-18 | 2-12 |
| УУТ-2/4 | 1,25 | 650 | 0,5-0,9 | 0,4-0,6 | 4,0 | 4,0 |
