Углерод-углеродный композиционный материал на базе пековых матриц с повышенными физико-механическими характеристиками

Одними из самых перспективных материалов, которые применяются практически во всех отраслях промышленности и различных областях техники, являются углерод-углеродные композиционные материалы (УУКМ). Существует возможность получать УУКМ с различными свойствами путем изменения технологических операций производства и их последовательности, а также использования различных видов сырья. Опыт производства и применения УУКМ показывает, что использование пеков в качестве матрицы позволяет вариативно изменять и управлять свойствами композита. Цель работы заключается в получении УУКМ на базе пековых матриц и каркаса из углеродного волокна, характеризующегося более высокими и стабильными физико-механическими и теплофизическими характеристиками, чем материал, полученный по традиционной технологии. Для достижения поставленной цели в работе выделены основные технологические переделы производства УУКМ, оказывающие наибольшее влияние на их структуру и свойства: пропитка и карбонизация под давлением и высокотемпературная обработка. Для данных переделов установлены технологические режимы, обеспечивающие высокие и стабильные физико-механические и теплофизические характеристики нового материала. Проведена оценка и предложены наиболее подходящие методы неразрушающего контроля для полученного УУКМ: оценка твердости и рамановская спектроскопия. Рассмотрен механизм осаждения слоев пироуглерода на поверхности пучка филаментов углеродного волокна, данный процесс описан при помощи кинетической модели.