Углеродные композиты, армированные углеродным волокном (CFCC), имеют множество функций и применений, в основном включая механические свойства, теплофизические свойства и свойства термической абляции.
Механические свойства
Углеродные композиты, армированные углеродным волокном, обладают высокой прочностью и превосходной усталостной стойкостью. Его плотность составляет около 1,7 г/см³, и он хорошо работает в конструкциях, подвергающихся воздействию высоких температур. Он все еще может сохранять прочность при комнатной температуре при 2200 градусах и обладает высокой вязкостью разрушения и сопротивлением ползучести. Кроме того, ориентация волокон существенно влияет на прочность материала. Под воздействием силы его кривая напряжения-деформации демонстрирует «псевдопластический эффект», то есть она линейна в начале приложения нагрузки, а затем становится билинейной зависимостью. После разгрузки и перезагрузки кривая все еще линейна и может достичь исходного уровня нагрузки.
Теплофизические свойства
Углеродные композиты, армированные углеродным волокном, имеют низкие коэффициенты теплового расширения, высокую удельную теплоемкость и низкую теплопроводность. Эти характеристики позволяют ему хорошо работать в условиях высоких температур, хранить много тепловой энергии и противостоять тепловому удару и тепловому трению. Конкретные области применения включают ядерные реакторы, сопла твердотопливных ракет, теплообменники и тормозные диски.
Производительность термической абляции
Углеродные композиционные материалы, армированные углеродным волокном, обладают хорошими характеристиками термической абляции и широко используются в материалах абляционной теплозащиты. Например, они используются в облицовках горловины сопел ракет и носовых обтекателях ракет большой дальности. Они отводят много тепла за счет абляции поверхностного материала и предотвращают попадание тепла в материал.