Свойства углепластиков, изготовленных из металлизированных углеродных лент
Совершенствование технологий изготовления углепластиков является актуальной задачей, поскольку области их применения с каждым годом увеличиваются, что требует расширение комплекса их свойств, в том числе повышение теплофизических характеристик, что позволит повысить конкурентоспособность изделий. Недостаточная научно-экспериментальная база сдерживает разработку новых технологических способов регулирования функциональных свойств углепластиков. В связи с этим предлагается методика направленного регулирования тепло- и электропроводности углепластиков путем использования углеродных лент с металлическим покрытием. Приведены результаты экспериментальных исследований прочностных и теплофизических свойств углепластиков, изготовленных из углеродных лент с металлическими покрытиями и эпоксидного связующего по технологии вакуумной инфузии. Разработана технология нанесения методом магнетронного распыления на углеродные ленты металлических покрытий, определено давление плазмообразующего газа, ток разряда и время распыления. В качестве материала металлических покрытий были использованы: нержавеющая сталь, титан, медь, цинк, алюминиевый сплав и серебро. Методами структурного анализа определены значения толщин металлических покрытий, величина которых составляет 100 нм. Установлено, что при нанесении на углеродную ленту покрытий из титана, нержавеющей стали и меди имеет место повышение прочности при межслоевом сдвиге на 32, 39 и 13% соответственно. Экспериментально доказано, что металлизация углеродных лент приводит к снижению характеристик теплоемкости, к снижению величины электрического сопротивления и к повышению теплопроводности углепластиков. Наибольший эффект получен при использовании медного покрытия, которое позволило практически в 2 раза повысить теплопроводность и в 2,5 раза снизить величину электрического сопротивления. Полученные результаты использованы при создании углепластиков с функциональным комплексом свойств.