Волоконные соединения

Укрепляющие волокна прибавляют значительную механическую прочность к ломкому матричному материалу и могут понизить коэффициент теплового расширения до значений, сопоставимых с металлом. Высокие критерии (отношение теплопроводности к модулю упругости или прочности) могут уменьшить затраты заменой металлических деталей. Неметаллические соединения могут использоваться для резервуаров, труб, прокладок, полосок и покрытий в низкотемпературных системах охлаждения. Эти материалы хорошо себя показывают при высоких давлениях и под циклическим напряжением; они не разлагаются химически при низких температурах. Различные комбинации волоконных материалов, матриц, загружаемых фракций и ориентации приводят к различным свойствам.

Свойства материалов часто анизотропны, с максимальными свойствами в направлении волокон. Разрушение материала может быть вызвано трещиной, перпендикулярной матрице как следствие приложенного в данном направлении напряжения. Излом может распространиться по волокнам, но вообще не приводит к полному разрушению. Максимальные удлинения при изломе обычно составляет 2-5%; материал вообще эластичен для полного разрушения. Главное преимущество использования стекловолокна с термореактивной матрицей способность не усаживаться при охлаждении как большинство металлов. Волокна арамида производят слоистые пластики с более низкой плотностью, но большей стоимостью. С углеродными волокнами, возможно, получить изделия, которые покажут фактически нулевое сокращение при охлаждении. Типичные данные по механическим свойствам для усиленных стекловолокном слоистых пластиков приведены в Таблице 7. При сжимающей нагрузке, прочность и величина модуля составляет 60-70% от растягивающей нагрузки из-за стягивания матрицы.