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Metallhaltige Harze mit Bor
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Die Erfindung bezieht sich auf Kohlenstoff-Kohlenstoff-Verbundwerkstoffe
und insbesondere auf solche aus Kohlenstoff-Fasermaterial, einem wärmehärtenden
Harz, einer borhaltigen Verbindung und einem refraktären Metall, das mit der borhaltigen
Verbindung zu einem Metallborid zu reagieren vermag. Die Erfindung bezieht sich
auch auf mit einem wärmehärtenden Harzbindemittel imprägniertes Kohlenstoff-Fasermaterial,
brauchbar zur Herstellung solcher Kohlenstoff-Kohlenstoff-Verbundwerkstoffe und
auf ein Verfahren zur Herstellung solcher Verbundwerkstoffe.
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Bekanntlich wird Bor bei der Herstellung von Kohlenstoffmaterial,
wie Graphit, hergestellt aus einem Füllstoff,
wie Graphitpulver,
und graphitierbarem Material, wie Pech oder einem Harz, verwendet. Das Bor verstärkt
die Kombination der Materialien und deren Umwandlung in Graphit.
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Auf dem Fachgebiet ist auch die Verwendung von Bor bei der Herstellung
von Kohlenstoff-Kohlenstoff-Verbundmaterialien aus Kohlenstoff-Fasermaterial, wie
Kohlenstoff- oder Graphitstoff und einem wärmehärtenden Harz bekannt. Beispiele
für diese Art Verbundmaterial sind in der US-PS 3 672 936 offenbart. In dieser Druckschrift
ist anerkannt, daß eine gewisse Verbesserung der interlaminaren Zugfestigkeit sowie
der Oxidationsbeständigkeit vorliegt, wenn eine borhaltige Verbindung dem Harz-imprägnierten
Kohlenstoff-Fasermaterial vor der Carbonisierung des Harzes zugesetzt wird.
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Die US-PS 4 101 354 offenbart, daß die interlaminare Zugfestigkeit
von Kohlenstoff-Kohlenstoff-Verbundmaterialien, die Bor enthalten, stark verbessert
wird, wenn das Verbundmaterial während der Carbonisierung und Graphitierung auf
wenigstens etwa 2150 OC erhitzt wird und daß ferner bei solchen Temperaturen die
Zugfestigkeit in den Faserrichtungen des Kohlenstoff-Fasermaterials typischerweise
erheblich absinkt, offenbar aufgrund einer Verschlechterung des Kohlenstoff-Fasermaterials
des Verbundmaterials, verursacht durch Reaktion mit Bor bei hohen Temperaturen.
Nach den Lehren dieser Patentschrift wird ein beträchtliches Absinken der Zugfestigkeit
in den Faserrichtungen des Kohlenstoff-Fasermaterials durch die Verwendung eines
Schutzüberzugs auf den Fasern verhindert. Der Schutzüberzug weist ein wärmehärtendes
Material auf, das flexibel bleibt, nachdem es Härtungstemperaturen unterworfen worden
ist. Der Überzug wird auf die Fasern aufgebracht und gehärtet, bevor ein Harz und
eine borhaltige Verbindung zugesetzt werden. Das Harz und die borhaltige Verbindung
kann dann zugegeben werden, wobei das Harz wenigstens teilweise gehärtet wird. Nach
der Bildung eines
Laminats und Erwärmen des Laminats auf eine zum
Carbonisieren und zumindest teilweisen Graphitieren des Harzes ausreichende Temperatur
erweist sich die interlaminare Zugfestigkeit oder Spaltfestigkeit als stark verbessert,
ohne erhebliche Verringerung der Zugfestigkeit in den Faserrichtungen des Kohlenstoff-Fasermaterials
des Laminats. Der Harzschutzüberzug auf den Fasern schafft eine Sperre und führt
zu einem anisotropen Verbundmaterial, selbst wenn hohe Borgehalte in der Matrix
vorliegen. Diese Sperre reicht jedoch nicht aus, die Borwanderung zu begrenzen und
die anisotrope Natur des Verbundmaterials zu bewahren, wenn die Hochtemperatur-Verfestigungstemperatur
über 2482 dC hinausgeht. Oberhalb dieser Temperatur entwickeln die hohen Borgehalte
eine solche Instabilität, daß entweder ein isotropes Verbundmaterial anfällt oder
das Verbundmaterial aufgrund grober Risse versagt.
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Erfindungsgernäß wird ein Gemisch hergestellt, das ein refraktäres
Metall und ein wärmehärtendes Harz enthält, welches flexibel bleibt, nachdem es
Härtungstemperaturen unterzogen worden ist. Das Metall kann in Form eines teilchenförmigen
Metalls und/oder atomar dispergierten Metalls vorliegen.
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Das Metall kann mit Bor bei hohen Temperaturen in einem ternären System
aus Kohlenstoff reagieren. Das Kohlenstoff-Fasermaterial wird mit diesem- Gemisch
überzogen und das wärmehärtende Harz ausgehärtet. Das überzogene Kohlenstoff-F.asermaterial
wird dann erneut mit einem zweiten wärmehärtenden Harz imprägniert, das eine Borverbindung
und gegebenenfalls ein refraktäres Metall enthält, das mit Bor zu einem Metallborid
zu reagieren vermag. Wie bei dem refraktären Metall im ersten Überzug kann das Metall,
wenn es vorhanden ist, in Form teilchenförmigen Metalls und/oder atomar dispergierten
Metalls vorliegen. Das zweite wärmehärtende Harz wird wenigstens teilweise gehärtet,
und eine Reihe von Schichten des fasrigen Materials wird dann zu einem Laminat zusammengesetzt.
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Das Laminat wird auf eine zum Carbonisieren und Graphitieren des wärmehärtenden
Harzes ausreichende Temperatur erhitzt.
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Das anfallende Kohlenstoff-Kohlenstoff-Verbundmaterial besitzt eine
bessere Oxidationsbeständigkeit, verbesserte Hochtemperaturstabilität, höhere Dichte
und verbesserte interlaminare Zugfestigkeit oder Spaltfestigkeit als ein ohne das
refraktäre Metall in dem wärmehärtenden Harz hergestelltes Verbundmaterial.
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Erfindungsgemäß wird ein Kohlenstoff-Fasermaterial zuerst mit einem
flexiblen wärmehärtenden Harz überzogen, das nach dem Härten flexibel bleibt. Das
wärmehärtende Harz enthält ein refraktäres Metall, das mit Bor zu einem Metallborid
zu reagieren vermag. Das refraktäre Metall kann in dem Harz atomar verteilt sein,
d.h., das refraktäre Metall bildet einen integralen Teil der Molekülstruktur des
Harzes, oder es kann teilchenförmiges Metall sein, oder beide Formen können verwendet
werden.
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Ein atomar dispergiertes Metall enthaltendes wärmehärtendes Harz kann
durch Einarbeiten des refraktären Metalls in das Harz in Form eines Reaktionsprodukts
von Wolframcarbonyl und/oder Molybdäncarbonyl mit Pyrrolidin hergestellt werden.
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Ein Beispiel für ein solches wärmehärtendes Harz weist ein Copolymerisat
von Furfurylalkohol und einem Polyestervorpolymerisat auf, wobei das Polyestervorpolymerisat
mit einem Komplex umgesetzt worden ist, der das Reaktionsprodukt aus Wolframcarbonyl
und/oder Molybdäncarbonyl mit Pyrrolidin ist. Solche Copolymerisate sind ausführlicher
in der US-PS 4 087 482 offenbart, deren Offenbarungsgehalt durch diese Bezugnahme
in die vorliegende Anmeldung aufgenommen wird.
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Weitere wärmehärtende Polymerisate, die chemisch gebundene Metallatome
enthalten, hergestellt durch Umsetzen von Monomeren und Vorpolymerisaten mit einem
Komplex, der ein Reaktionsprodukt aus Wolframcarbonyl und/oder Molybdäncarbonyl
mit
Pyrrolidin ist, sind in den US-Patentanmeldungen USSN 893 622 und 06/084 310 offenbart.
Die Offenbarungsgehalte dieser beiden Anmeldungen wird durch diese Bezugnahme in
die vorliegende Anmeldung aufgenommen. Nach der Herstellung des harzes kann dieses
mit einem geeigneten Lösungsmittel, z.B.
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Dimethylformamid, auf einen Feststoffgehalt von beispielsweise 70
% verdünnt werden.
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Das Kohlenstoff-Fasermaterial, das bei der praktischen Durchführung
der Erfindung verwendet werden kann, kann jedes Kohlenstoffmaterial umfassen, das
in Form von Fasern, Fäden oder anderen Formen vorliegt. Beispiele sind Stoffe, wie
Kohlenstoff- oder Graphittuch. Die Verwendung des Wortes "Kohlenstoff" soll sich
hier auf Kohlenstoff in allen seinen Formen, einschlieBlich Graphit, beziehen.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung enthält der erste
Überzug aus flexiblem, wärmehärtendem Harz außer atomar dispergiertem refraktärem
Metall teilchenförmiges refraktäres Metall mit einer Teilchengröße von 5 bis 50
ßm.
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Beispiele für solches Metall umfassen Niob, Tantal, Titan, z.B. als
Titandioxid, Molybdän und Wolfram. Jedes refraktäre Metall kann verwendet werden,
das sich in das stabile Borid in einem ternären System mit Kohlenstoff umwandelt.
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Vorzugsweise sind etwa 50 bis 90 % des Gesamtgehalts an refraktärem
Metall des Harzes teilchenförmiges Metall, der Rest atomar dispergiert.
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Der flexible erste Überzug wird auf das Kohlenstoff-Fasermaterial
aufgebracht und nach einer geeigneten Technik gehärtet. Eine anwendbare Arbeitsweise
besteht im Untertauchen des Kohlenstoff-Fasermaterials in einem offenen Behälter
mit dem Überzugsmaterial, dann im Entfernen überschüssigen Überzugsmaterials durch
Hindurchziehen des Kohlenstoff-Fasermaterials durch Druckwalzen und anschließend
im Trocknen des
Überzugs durch Aufhängen des Fasermaterials in
Luft bei Raumtemperatur, um einen Teil des Lösungsmittels im Überzugsmaterial verdampfen
zu lassen. Härten des Uberzugsmaterials erfolgt dann zum Beispiel durch Einbringen
des Kohlenstoff-Fasermaterials in einen Umluftofen zur Förderung der Polymerisation
des Harzes und Entfernung weiteren Lösungsmittels. Der Feststoffgehalt des wärmehärtenden
Überzugsmaterials wird so eingestellt, daß ein gehärteter Überzug entsteht, der
etwa 5 bis 200 Gew. -% des Kohlenstoff-Fasermaterials ausmacht.
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Nach dem Aufbringen des flexiblen Überzugs wird das Kohlenstoff-Fasermaterial
sodann erneut mit einem zweiten wärmehärtenden Harz imprägniert, das teilweise gehärtet
oder von der B-Stufe" ist. Dieses Harz kann das gleiche wie das flexible wärmehärtende
Harz sein. Es kann eine geeignete Menge atomar dispergierten oder teilchenförmigen
refraktären Metalls oder beides, wie zuvor beschrieben, enthalten oder auch nicht.
Dieses Harz enthält auch eine Borverbindung, und die Bormenge sollte vorzugsweise
auf molekularer Basis mit der Menge des im gesamten System vorhandenen Metalls ausgewogen
sein. Die borhaltige Verbindung der Masse ist vorzugsweise amorphes Bor. Imprägnieren
und Härten konnen nach geeigneten Methoden erfolgen, wie durch Untertauchen des
überzogenen Kohlenstoff-Fasermaterials in einem offenen Behälter mit dem wärmehärtenden,
das Bor enthaltenden Harz und, wenn gewünscht, dem refraktären Metall. Überschüssiges
Metall wird durch Hindurchziehen des Kohlenstoff-Fasermaterials zwischen DLüswalzen
entfernt, worauf das Material durch Aufhängen in Luft von Raumtemperatur getrocknet
wird, um einen Teil des Lösungsmittels im Harz verdampfen zu lassen. Das getrocknete
Kohlenstoff-Fasermaterial wird dann behandelt, um wenigstens teilweise das wärmehärtende
Harz zu härten, z.B. durch Einbringen des Materials in einen Umluftofen, um die
Polymerisation des Harzes zu fördern. Die Menge des mit dem Harz gemischten amorphen
Bors
wird so gewählt, daß das amorphe Bor etwa 2 bis 9 % des Volumens des Laminats ausmacht.
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Die Menge des in dem flexiblen, wärmehärtenden Harz und dem das Bor
enthaltenden wärmehärtenden Harz enthaltenen Metalls ist vorzugsweise im Überschuß
zur stöchiometrisch zur Vereinigung mit dem vorhandenen Bor nötigen Menge. Vorzugsweise
liegen im ersten flexiblen wärmehärtenden Harzüberzug etwa 75 bis 100 Gew.-% des
gesamten Metallgehalts des Laminats vor, wobei der Rest im zweiten wärmehärtenden
tarzüberzug ist.
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Das anfallende Laminat wird dann vorzugsweise vereint und verdichtet,
wobei die Harzmatrix weiter gehärtet wird. Bei einem Verfahren hierfür wird das
Laminat in eine sich anpassende Form in einer elektrisch beheizten Etagen- oder
Tiegelpresse bei erhöhtem Druck und erhöhter Temperatur ausreichend lange gebracht,
um das Laminat mit einem verhältnismäßig hohen Maß an Faser-Harzmatrix-Haftung zu
ergeben und es genügend selbsttragend zu machen, um Form und Abmessung während der
weiteren Bearbeitung beizubehalten.
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Das Laminat wird dann carbonisiert und vorzugsweise zumindest teilweise
graphitiert, z.B. durch Erhitzen auf Temperaturen von 2320 bis 2870 OC und einen
Druck von 34,5 bis 207 bar (500 bis 3000 psi). Beispiele für Carbonisier- und Graphitierverfahren,
die angewandt werden können, liefert eine anhängige US-Patentanmeldung, USSN 556
889, deren Offenbarungsgehalt durch diese Bezugnahme in die vorliegende Anmeldung
aufgenommen wird. Bei den dort beschriebenen Verfahren wird ein Kohlenstoff-Organoharz-Verbundmaterial
zunächst geformt, z.B. durch Gießformen, und zumindest teilweise vorgehärtet. Danach
wird das Verbundmaterial in einen elektrischen Induktionsofen gebracht, in dem es
mit einer ersten Geschwindigkeit auf eine Temperatur in der Größenordnung
von
538 OC erhitzt wird, um im wesentlichen das Harz rasch, aber ohne Delaminieren oder
andere Schäden am Verbundmaterial zu zersetzen. Dann wird mit einer zweiten Geschwindigkeit
das Erhitzen fortgesetzt, bis das Verbundmaterial erheblich erweicht und plastisch
wird, typischerweise bei einer Temperatur über 19270C (3500 OF). Danach wird das
Verbundmaterial bei hoher Temperatur, typischerweise über 2760 bC eine vorgewählte
Zeitspanne gehalten, während gleichzeitig weiter hoher Druck angelegt wird, um eine
erhebliche Verdichtung des Verbundmaterials zu erzielen. Das kontinuierliche Verfahren
ermöglicht die Herstellung von Laminaterzeugnissen praktisch jeder Kohlenstoffzusammensetzung
und sehr hoher Dichte innerhalb einer verhältnismäßig kurzen Zeitspanne und ohne
Notwendigkeit aufeinander folgender Verarbeitungsstufen an verschiedenen Orten oder
unter Verwendung verschiedener Ausstattungsteile.
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Die Kombination von refraktärem Metall und Bor in dem VerbunUmRterial
führt zur Bildung von Metallboriden während der Wärmebearbeitung. Das Metallborid
ist erheblich stabiler bei hoher Temperatur als Borcarbid. Die Wanderung des Bors
wird so begrenzt, wodurch ein Angriff des Bors auf die Faser und damit eine Verschlechterung
der Fasern verhindert wird. Die Gegenwart sowohl des Bors als auch des Metalls im
Laminat übt eine synergistische Wirkung auf die interlaminare Zugfestigkeit oder
Spaltfestigkeit des fertigen Kohlenstoff-Kohlenstoff-Verbundmaterials aus.
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Die folgenden Beispiele veranschaulichen die Erfindung: Beispiel 1
Bei einem erfindungsgemäß durchgeführten Beispiel wird ein Mahlgut hergestellt,
das 50 Gew.-% eines Harzes, hergestellt
gemäß Beispiel 1 der US-PS
4 087 482, und 50 Gew.-$ teilchenförmiges Niob mit einer Teilchengröße von bis zu
44 ßm (-325 mesh) enthält. Das Graphittuch wurde in einen mit dem Mahlgut gefüllten
Behälter eingetaucht. Der Feststoffgehalt des Mahlguts wurde so eingestellt, daß
ein Überzug entstand, der etwa 175 Gew.-% des Stoffs ausmachte. Dieser wurde durch
Druckwalzen gezogen, um überschüssigen Überzug zu entfernen, und in Luft bei Raumtemperatur
zum Trocknen aufgehängt. Das Tuch wurde dann in einen Umluftofen gebracht, wo die
Temperasur für etwa 60 min bei etwa 163 0C (325 °F) gehalten wurde. Diese Temperaturbehandlung
härtete das Harz genügend, um ein Mischen mit dem Harz im zweiten Überzug zu verhindern.
Das überzogene Tuch wurde. dann weiter imprägniert, indem es in einen offenen Behälter
eingetaucht wurde, der ein Mahlgut aus 87 Gew.-% eines Harzes, hergestellt gemäß
Beispiel 1 der US-PS 4 087 482, 5 Gew.-% vermahlener Graphit faser und 8 Gew.-%
amorphem Bor enthielt. Genügend Mahlgut wurde zugegeben, um etwa 120 Gew.-t des
ursprünglichen Gewichts des Tuches aufzubringen. Das Tuch wurde zwischen Druckwalzen
hindurchgezogen, um überschüssiges Harz zu entfernen, und durch Aufhängen in Luft-von
Raumtemperatur getrocknet. Danach wurde es in einen Umluftofen bei einer Temperatur
von etwa 163 OC (325 OF) für 30 min gebracht, worauf die Temperatur für etwa 10
min auf etwa 204 OC (400 OF) erhöht wurde. Diese Temperaturbehandlung brachte das
Harz auf die Stufe "B". Das imprägnierte Tuch wurde dann in Abschnitte ausgewählter
Größe und Form geschnitten, die in gewünschter Konfiguration aufgelegt wurden. Das
Laminat wurde vereinigt und verdichtet und das Matrixmaterial in einer sich anpassenden
Form in einer elektrisch beheizten Etagen-oder Tiegeldruckpresse bei etwa 69 bar
(etwa 1000 psi) und etwa 218 OC (etwa 425 OF) für etwa 16 h weiter gehärtet.
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Die zum Härten erforderliche Zeit erwies sich als von verschiedenen
Faktoren abhängig, darunter von der Wanddicke und der Form des Teils. Aus der Presse
genommen hatte das Teil ein hohes Maß an Faser-Matrix-Haftung. Das Teil war angemessen
selbsttragend,
um seine Gestalt und Abmessung während der weiteren Verarbeitungsstufen beizubehalten.
Das Laminat wurde dann vollständig carbonisiert, weiter verdichtet und in einen
Graphitzustand übergeführt, während es noch unter einem Druck von 69 bis 138 bar
(1000 bis 2000 psi) in der Anlage auf Temperaturen von etwa 2870 0C (etwa 5200 OF)
durch Induktionsheizung erhitzt war. Dieser Schritt vervollständigte die Umwandlung
der Harzmatrix und förderte die Graphitkristallinität und die Bildung von Metallboriden
in der Matrix. Die interlaminare Zugfestigkeit oder Spaltfestigkeit und die Zugfestigkeit
in den Faserrichtungen zweier verschiedener Proben, die nach diesem Beispiel hergestellt
worden waren, wurden wie folgt bestimmt: Probe 1 Probe 2 Zugfestigkeit in Faserrichtung,
452 475 kg/cm2 (psi) : (6436) (6750) interlaminare Zugfestigkeit 122 111 (Spaltfestigkeit),
kg/cm2 (psi): (1731) (1580) Röntgenbeugung der Probe 1 zeigte einen Graphit-Peak
von 0,335 nm (3,35 A), was hoch graphitisch ist und zeigt, daß das Bor die Graphitierung
förderte. Die Röntgenanalyse zeigte auch NbC, NbB2 und [-WB. B4C wurde nicht gefunden.
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Diese Ergebnisse zeigen vollständige Reaktion des Bors mit den vorhandenen
Metallen und die großen molekuiaren Strekken, die Bor wandert, wenn es hoher Temperatur
und Druck unterzogen wird.
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Beispiel 2 Ein Kohlenstoff-Kohlenstoff-Verbund wurde hergestellt,
wie in Beispiel 1 beschrieben, mit der Ausnahme, daß das teilchenförmige Niob weggelassen
wurde und eine Hochtemperatur Verfestigungstemperatur von 2316 °C angewandt wurde.
Dieses Verbundmaterial enthielt nur atomar verteiltes Wolfram, d.h.
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kein teilchenförmiges Metall, und einen Überschuß an Bor auf molekularer
Basis. Dieses Verbundmaterial hatte, wie gefunden wurde, eine Zugfestigkeit in Faserrichtung
von 673 kg/cm2 (9572 psi) und eine Spaltfestigkeit von 171kg/cm2 (2432 psi). Dies
war eine beträchtliche Verbesserung der Spa ltfestigkeit gegenüber den Kohlenstoff-Kohlenstoff-Verbundmaterialien
der US-PS 4 164 601, d.h. Verbundmaterialien, die kein refraktäres Metall enthielten.
Doch zeigte ein anderes Kohlenstoff-Kohlenstoff-Verbundmaterial, ebenso hergestellt
bei einer Hochtemperatur-Verdichtungstemperatur von 2871 OC und nur atomar dispergiertes
Wolfram enthaltend, eine Zugfestigkeit in Faserrichtung von nur 182 kg/cm2 (2583
psi) mit einer Spaltfestigkeit von 162 kg/cm2 (2301psi).
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Diese Ergebnisse zeigten eine Verschlechterung der Zugfestigkeit in
Faserrichtung, was zu einem isotropen Verbundmaterial führt.
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Beispiel 3 Um die Faseridentität und die anisotrope Natur des Verbundmaterials
zu bewahren,wurden weitere Kohlenstoff-Kohlenstoff-Verbundmaterialien hergestellt,
wie in Beispiel 1 beschrieben,.die nicht nur atomar dispergiertes Wolfram,sondern
auch teilchenförmiges refraktäres Metall enthielten. Dieses teilchenförmige Metall
wurde der auf der Faser aufgebrachten Sperre zugesetzt, um das wandernde Bor abzufangen.
Dieses zusätzliche Metall schützte die Faser und führte zu stabilen Verbundmaterialien.
Die vier verwendeten Metalle waren Tantal, Titan als Titandioxid, Molybdän und Wolfram,
die an die Stelle des Niobs in Beispiel 1 traten. Die Hochtemperatur-Verdichtungstemperatur
zur Herstellung jeden Verbundmaterials war 2871 OC (5200 OF).
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Die Spaltfestigkeit und die Zugfestigkeit in Faserrichtung wurden
wie folgt bestimmt:
Eigenschaft Metall zusatz TiO2 Mo W Ta Zugfestigkeit
in Faserrich- 558 606 565 425 tung, kg/cm2 (psi) (7943) (8617) (8038) (6042) Spaltfestigkeit,
kg/cm2 (psi) 121 114 61 86 (1719) (1624) (868) (1227) Es ist ersichtlich, daß der
Zusatz des teilchenförmigen Metalls die Faser schützte und zu stabilen Verbundmaterialien
führt. Die Zugfestigkeit in Faserrichtung für jede dieser Proben, zwar niedriger
als beim Verbundmaterial hergestellt bei einer Hochtemperatur-Verdichtungstemperatur
von 2315 °C (4200 F) und nur atomar dispergiertes Wolfram enthaltend, war beträchtlich
höher als beim Verbundmaterial hergestellt bei einer Hochtemperatur-Verdichtungstemperatur
von 2871 °C (5200 °F) und nur atomar dispergiertes Wolfram enthaltend.
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Die Analyse von Daten, die von Verbundmaterialien der Beispiele 1,
2 und 3 erhalten wurden, zeigt, daß diese Verbundmaterialien im Faservolumen variierten.
Der Standardisierung der Werte auf für normale Verbundmaterialien zu erwartende
Werte bei einem normalen Faservolumen von 60 % dient die folgende Übersicht: Hochtanperatur-
2316°C 2871°C 2871°C 2871°C 2871°C 2871°C 2871°C Verdichtungs- (4200°F) (5200°F)
(5200°F) (5200°F) (5200°F) (5200°F) (5200°F) temperatur Metall zusatz * * TiA Nb
Mb W Ta Zugfestigkeit in kg/ad (psi) in Faserrichtung, standardisiert 629 202 636
493 713 773 427 auf 60 % Faser- (8948) (2875) (9046) (7015) (10141) (10992) (6068)
volumen * kein teilchenförmiges Metall zugesetzt.
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Diese uebersicht zeigt, daß die Faser in drei Fällen tatsächlich bei
2871 OC (52000F) besser geschützt war, z.B.
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mit Titandioxid-, Molybdän- und Wolfram-Systemen, als das atomar dispergierte
System bei 2316 OC (4200 bF).
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So ist ersichtlich, daß atomar dispergiertes Metall alleine die Fasern
in Verbundmaterialien vor Bor schützt, so lange die Temperaturen nicht über 2482
OC hinausgehen, und dieser Schutz ist dem flexiblen Furfurylharz überlegen, das
kein Metall enthält, d.h. den Harzen, die in der US-PS 4 164 601 offenbart sind.
Durch die Verwendung atomar dispergierten Metalls geschützte Fasern bieten eine
wichtige Gewichtsersparnis, da ohne Metallteilchen hergestellte Verbundmaterialien
geringere Dichten zeigen als solche, die mit Metallteilchen hergestellt worden sind.
Doch fördert die Verwendung von Metallteilchen den Schutz der Fasern, wenn höhere
Hochtemperatur-Verdichtungstemperaturen angewandt werden, z.B. über 2482 OC.