Matrici compozite din fibre de carbon ranforsate cu sticlă

Comportarea rezistenta a matricelor compozite autolubrifiante din fibre de carbon ranforsate cu sticla borosilicatica in vid a fost investigata prin folosirea unei pompe rotative ca facilitate experimentala. Bratele au fost realizate din materialul compozit iar miezul statoric al pompei din fonta. Sticla compozita a fost insotita de transferal de material pe suprafata miezului statoric. S-a observat formarea de formatiuni de tip insular si de filme grafitice pe corpul contor. Filmul continuu furnizeaza lubrifierea adecvata in timpul frecarii, ducand la ritm de uzura relativ scazutal compozitului pentru conditiile investigate.

1. Introducere

Matricile compozite de sticla si de sticla-ceramica continand fibre si particule ca ranforsanti sunt tot mai mult luati in consideratie pentru autolubrifiantii cu rezistenta pentru aplicatii sub conditii ce implica temperaturi relativ ridicate si in medii oxidative, inluzand aplicatii in constructia de automobile si in sectorul aerospatial.

Matricile compozite din fibre de carbon armate cu sticla si sticla-ceramica prezinta un coeficient scazut de frecare si manifesta rezistente relativ scazute datorate proprietatilor lubrifiantului solid din fibre de carbon. S-a aratat, de exemplu, ca coeficintul de frecare dintre matricea compozita de fibre de carbon armata cu sticla borosilicatica impotriva fontei experimentul fixat-pe-disc este de aproximativ 0.1, in vreme ce matricea de sticla consolidata a dezvoltat un coeficient de frecare de 0.5. S-a descoperit de asemenea ca coeficientul de frecare al sticlei borosilicatice consolidate este de aproximativ zeca ori mai mare decat al materialului din carbon armat cand au testat din nou otelul.

În ciuda acestor rezultate încurajatoare, autorii nu sunt constienti de cercetarea anterioare dirijata sa evalueze caracterul convenabil al matricii compozite de sticla ca un material cu rezistenta la uzura în tehnica vacuum, în special de compozitie borosilicatica, este un material comun folosit în aceastã arie de aplicare. Alte materiale, de remarcat compozitele pe baza de polimeri, au fost mai des alese pentru aplicatii la pompele de vid. Astfel, scopul principal a l lucrarii de fata este investigarea purtarii tribologice a unei matrici compozite din fibre de carbon armate cu sticla borosilicatica ca material autolubrifiantpentru aplicatii la pompele rotative de vacuum.

2. Detalii experimentale

Materialul analizat a fost o matrice compozita obtinuta din fibre de carbon bidirectionala (Toray T800) armate cu sticla borosilicatica (DURAN) fabricata de Scott Glas, Mainz in Germania. Compozitul a fost preparat prin metoda slamului sol-gel. Fibrele au fost aranjate in straturi de 0/90.prorietatile nominale ale compozitului sunt date in tabelul 1.

Fractiunea de fibre din volum a fost de H 0.4. Compozitul a manifestat o distributie destul de uniforma a fibrelor si absenta porozitatii in matricea de sticla. Mostrele au fost primite sub forma de tigle dreptunghiulare cu dimensiunile nominale de [(2.87x25x100)mm3] din care au fost taiate paletele pentru experimentele tribologice.

Experimentele au fost executate pe o pompa de vid tinuta vertical care este reprezentata schematic in figura 1. rotorul asezat excentric se roteste in camera cilindrica a pompei. Paletele sunt fixate in taieturile dinauntrul rotorului. In timpul rotatiei, paletele aluneca afara din rotor, impinse de forte centrifuge, pana cand ajung in contact cu statorul si incep sa alunece de-a lungul acestuia.