При этом окружные слои чередуются с осевыми. После намотки каркас подвергается отверждению, затем осуществляет процесс создания углеродной матрицы.
3. Применение углекомпозитов
Уникальные свойства УУКМ — высокая температуростойкость в сочетании с малой плотностью, высокими прочностью и модулем упругости, стойкостью к тепловому удару, а также способностью устойчиво работать при температурах до 773К в окислительной среде и до 3273К в инертной среде и вакууме обусловили их широкое применение. Области применения углерод-углеродных композитов чрезвычайно разнообразны: авиация и космонавтика, металлургия, машиностроение, реакторостроение, медицина и др. Пресс-формы для горячего прессования тугоплавких металлов и сплавов из УУКМ обладают высокой прочностью (в 5 — 10 раз выше, чем у графита), термостабильностью, высоким сопротивлением к термическому удару, малой массой, химической инертностью, способностью быстро охлаждаться и более длительным сроком эксплуатации. Подшипники скольжения на основе графитов, обладают малым коэффициентом трения, высокими теплопроводностью и стойкостью в агрессивных средах. Особенно эффективно их применение в узлах трения, где другие антифрикционные материалы, требующие смазки, не работают из-за высоких или низких температур и агрессивности среды. Углерод-углеродные композиты обладают высокой радиационной стойкостью. Поскольку они по своим прочностным характеристикам превосходят все известные марки реакторных графитов, представляется перспективным их применение для узлов активной зоны высокотемпературных газоохлаждаемых реакторов. Их применение позволяет значительно повысить надежность работы реактора. Нагревательные элементы из УУКМ могут применяться в высокотемпературных вакуумных печах или печах с инертной атмосферой при температурах до 3000 °C.Комплектующие из углекомпозитов необходимы при производстве т. н. солнечного кремния, используемого для изготовления солнечных батарей, способных решать проблемы энергообеспечения.
Композиты незаменимы как трансплантаты в медицине, при изготовлении уникальных материалов с помощью нанотехнологий. В последние пять лет в мировой строительной индустрии активно применяются системы внешнего армирования углеволокном. Это простой и надежный способ усиления инженерных конструкций, экономически более выгоден по сравнению с традиционными методами. Еще одно перспективное направление применения углекомпозитов — автомобильные дороги. Основные причины неудовлетворительного качества дорожного покрытия: сложные климатические условия, несоблюдение технологии при производстве и укладке, низкое качество дорожно-строительных материалов, особенно битумов. Улучшить качество обычного асфальтобетона, без значительного удорожания можно за счет простого введения в асфальтобетонную смесь специальной армирующей ПАН-фибры (специальных волокон длиной 6,00−12,00 мм). Передовая технология применима на любом традиционном асфальтобетонном заводе, на уже стандартных рецептах смеси и даже не меняет процесс укладки. Углекомпозиты широко используют в медицине для изготовления армирующих пластинок для соединения костей при переломах, изготовления сердечных клапанов, имплантации зубов.
Эти материалы характеризуются биосовместимостью с тканями человека, прочностью, гибкостью, легкостью. Они отлично приживаются, не давая нежелательных реакций. Например, стержни тазобедренных суставов из УУКМ, разработанные в Германии, обладают высокой усталостной прочностью и заданной деформацией. Французская фирма СЕМ выпускает композиты сложного состава: УУКМ-керамика («био-карб»), сочетающие биологические свойства углерода, биомеханические и трибологические свойства керамики для изготовления зубных протезов. Заключение
Прогресс в различных областях науки и техники неразрывно связан с созданием современных материалов, обладающих комплексом специфических свойств. Одним из наиболее перспективных путей в этом направлении является разработка новых материалов, применение которых позволяет резко повысить коррозионную стойкость, механическую прочность, температуростойкость, даёт возможность регулировать в широких пределах теплои электропроводность, магнитные и другие характеристики материалов. Углеродные композиты — новейшие материалы, сохраняющие свою прочность при очень высоких температурах. Уже сейчас, не говоря о будущем, подобные материалы определяют развитие практически всех передовых отраслей промышленности — спецметаллургию, атомную энергетику, космонавтику. Также находят применение в строительстве, в медицине и многих других отраслях.
Список литературы
1. Бушуев. Ю.Г. Углерод-углеродные композиционные материалы / Ю. Г. Бушуев. М. М. Персии. В. А. Соколов.
— М.: Металлургия. 1994. 2.Васильев. В. В. Композиционные материалы / В. В. Васильев. В. Д. Протасов.
В.В. Болотин [и др.]. — М.: Машиностроение. 1990. 3. Композиционные материалы; Справочник / Под общ. ред. Ю. М. Тарнопольского. — М., 1990.
4. Леонов В. В., Артемьева О. А., Кравцова Е. Д. Материаловедение и технология композиционных материалов. — Красноярск, 20 075
Современные композиционные материалы: Пер. с англ. / Под ред. Л.Браутмана., Р. Крока. — М., 1995.
6.Справочник по композиционным материалам: В 2 кн. / Пер. с англ. А. Б. Геллера и др.; Под ред. Б. Э. Геллера. — М., 1991.
7.Тарнапольский. Ю.М. Пространственно-армированные композиционные материалы. / Ю. М. Тарнопольский. И. Г. Жигун. В. А. Поляков. — М.: Машиностроение, 1987, 224 с.
