Волокно углеродное ВМН-4

Волокно углеродное марки ВМН-4

Высокопрочное высокомодульное углеродное волокно ВМН-4 изготовлено на основе ПАН (полиакрилонитриловых волокон) и является наиболее предпочтительным для применения в качестве армирующего наполнителя в композиционных материалах специального назначения, в следствие его высокой прочности и жесткости наряду с малой массой и низкой стоимостью по сравнению с углеродными волокнами на основе гидратцеллюлозы (вискозы). 

При производстве углеродного волокна, сырье предшественник - полиакрилонитриловое волокно проходит несколько стадий термомеханической обработки вследствие чего, волокно приобретает высокие термические и механические характеристики. Первая стадия - окисление или термостабилизация проводится при температурах 200-250 градусов в условиях тока воздуха и при натяжении окисляемого волокна. Температура окисления выбирается в зависимости от свойств волокна-предшественника и определяется на 3-5 градусов ниже температуры деструкции волокна.

Вторая стадия - стадия карбонизации предварительно окисленных волокон, температура карбонизации может быть любой в пределах от 500 градусов Цельсия (для частично карбонизованных волокон) до 1500 С для полностью карбонизованных волокон с высокими механическими характеристиками. При карбонизации увеличивается содержание углерода в волокне, снижается содержание примесей и уменьшается пористость волокна, что ведет увеличению плотности волокна и увеличению механических характеристик. При поднятии температуры карбонизации выше 1500 градусов Цельсия наблюдается некоторое снижение прочности углеродных волокон за счет порообразования связанного с газовыделением вследствие реакции неорганических примесных частиц с углеродом. Поэтому на этапах термомеханической обработки при температуре свыше 1500 градусов следует, по возможности, исключать образование неорганических примесей и предотвращать их контакт с углеродным волокном.

Третья стадия - графитация, обработка карбонизованных волокон при температуре 2500-3000 градусов цельсия, благодаря которой углеродное волокно становится высокомодульным. В процессе графитации содержание углерода в волокне достигает 99,9 %, существенно повышаются механические характеристики и снижается электрическое сопротивление.

Из углеродных волокон производят углеродные нити, углеродные ткани, углеродные теплоизоляционные материалы такие как Карбопон, НТМ-200, GFA-10 и прочие. Кроме того из углеродных волокон изготавливают углерод-углеродный композиционный материал УУКМ, который является хорошей альтернативой для графит марки МПГ-7 при изготовлении крупногабаритных деталей вакуумных печей.

Жгут марки ВМН-4 имеет следующие физико-механические характеристики:

Линейная плотность жгута 350 текс

Плотность волокна 1,7 г/см

Количество элементарных волокон 10800

Диаметр элементарного волока 6 мкм

Динамический модуль упругости 300 ГПа

Разрывная нагрузка 50 Н минимум

Предел прочности при изгибу в пластике – 1100 МПа

Модуль упругости при изгибе в пластике – 130 ГПа

Температура термообработки 2000 С