Способ обработки волокон из углерода

Союз Советскии Социалистических Республик(4 б) Дата опубликования описания 11.01.77(51) М. Кл."- В 22 Э 19/02 Гасударственный комитет Совета Министров СССР оо делам изоаретеиий и открытий(54) СПОСОБ ОБРАБОТКИ ВОЛОКОН ИЗ УГЛЕРОДА Изобретение относится к технологии производства литых материалов из тугоплавкихметаллов и касается армирования чистыхтугоплавких металлов углеродными волокна 5Известен способ получения композиционного материала на основе легкоплавких металлов и углеродных волокон заключающийся в том, что подлежащее пропитке тело,представляющее собой каркас из волокнистого материала, размещают в камере над зеркалом расплавленного металла матрицы, создают в камере вакуум, не снимая вакуума,погружают тело в расплав и повышают в камере давления, производя пропитку Г 12 . 5Однако этот способ не применим длятугоплавких металлов, поскольку он не позволяет получить композиционный материалдостаточной прочности из-за растворенияуглеродных волокон в расплавленных тугоплавких металлах,Известен также способ получения композиционного материала, при котором для армирования используют углеродные волокна,покрытые монокарбидами титана, ванадия, 25 гафния, тантала, циркония, ниобия или хрома (22.Покрытие на волокнах толщиной не болеео500 А получают осаждением из газовойфазы в результате реагирования галогенидаметалла с углеродом, В качестве металлаосновы используют сплав свинец-олово, медь,алюминий или магний,Однако этот способ не может быть использован для армирования тугоплавких металлов, поскольку углеродные волокна с покрытием из указанных монокарбидов взаимодействуют с металлической матрицей, превращаясь в карбидные, и свойства армированного материала невысокие.Цель изобретения - повысить прочностные свойства материала.Для этого предлагается способ, по которому в качестве защитного покрытия на волокнах из углерода используют пироуглерод.Способ осуществляется следующим образом: углеродные волокна, полученные пиролизом органических волокон - вискозных или полиакрилонитрильных - наматывают каф " 5343 графитовую оправку, представляющую собойо пластину, цилиндр и т.д., под углом от 0 до 90 к оси оправки либо укладывают воопределенном порядке, заполняя любой объем связывают пироуглеродом при термическом разложении углеводородов - метана, бензола, пропана и др. - в вакууме не ниже-21 х 10 мм ртст. при температуре 1000 о 1100 С в течение 35 Счас при этом на углеродных волокнах образуется слой пи роуглерода толщиной 5-15 мк.Полученную таким образом пористую подложку отделяют от графитовой оправки и помещают в рабочее пространство вакуумной печи над зеркалом расплавленного тугоплав- й кого металла - Т, 2 р, Н 1, Та, М 1, находящегося в тигле.Пропитку осуществляют погружением пористой подложки в тигель с расплавленным металлом. Кристаллизация металла между 20 волокнами происходит после извлечения подложки из расплава вне тигля с металлом.На межфазной границе "пироуглерод-металл" при кристаллизации образуется слой карбидной фазы толщиной 10-15 мк, который дополнительно защищает углеродное волокно от взаимодействия с металлической матрицей в течение длительного времени при повышенных температурах,Тигель с расплавленным металлом исполь-ф зуют многократно, дополняя его уровень требуемым количеством металла. 034П р и м е р Углеродные волокна уложенные в ряд на графитовую пластину, уплотняют пироуглеродом при термическом разложении метана в интервале температур 1050 - 1100 С в течение 400 час, затем полученную таким образом пористую подложку пропитывают расплавленным титаном при температуре 1800 - 1850 в вакууме 1 х 10 мм рт.ст, Предел прочности при изгибе композиционного материала и модуль упругости при 2 ОС равны соответственно 100-104 кг/мм и /10-11,5/10 кг/ммг з йФормула изобретенияСпособ обработки волокон из углерода для армирования тугоплавких металлов при изготовлении композиционного материала, включающий нанесение на поверхность волокон слоя защитного покрытия, о т л и - ч а ю ш и й с я тем, что, с целью повышения прочности композиционного материала, в качестве защитного покрытия используют пироуглерод.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:1. Авторское свидетельство СССР416155, В 22 Д 19/02, 1971 г,2, Патент Франции2121277, С 22 с 99/00, 1973 г.Составитель Г. ПососьеваРедактор Е. Братчикова Техред А. Богдан Корректор И. ГоксичЗаказ 5546/217 Тираж 1003 ПодписноеЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб д, 4/5Филиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул, Проектная, 4