Abstract
Technological advancement in the development of carbon fiber-reinforced polymer (CFRP) composites has become a priority today as their field of application is ever increasing; this task requires expanding the range of their properties, including higher thermal and physical characteristics, which allows gaining the competitive edge of products. Insufficient research and trial infrastructure is retarding development of novel technologies aimed at controlling functional properties of CFRPs. In this regard, a method has been suggested allowing directional control of CFRP thermal and electrical conductivity through the use of metal-coated carbon bands. Experimental results concerning mechanical, thermal and physical properties of CFRPs manufactured from metal-coated carbon bands and epoxy binder using vacuum infusion process have been shown. Magnetron sputtering process has been developed to deposit metal coatings on carbon bands; plasma support gas pressure, discharge current and sputtering time have been defined. Stainless steel, titanium, copper, zinc, aluminum alloy and silver have been used as metal coating materials. Metal coating thickness values have been defined using structural analysis methods, with thickness values of about 100 nm. It has been found that strength at interlaminar shear improves by 32, 39 and 13%, when titanium, stainless steel and copper, respectively, are deposited on carbon band. Research has experimentally proven that carbon band metallization results in lower heat absorption capacity, lower electrical conductivity and higher thermal conductivity of CFRPs. The maximum effect has been obtained when using copper coating, which allowed increasing thermal conductivity virtually by 2 times and decreasing electrical conductivity value by 2.5 times. The results obtained have been used in the development of CFRPs with a functional set of properties.
Highlights
Углепластики обладают комплексом уникальных механических и теплофизических свойств, что обеспечивает их эффективное использование в качестве конструкционных материалов [1,2,3]
Для углеродной ленты ЛУП нанесение покрытий из титана, нержавеющей стали и меди привело к повышению прочности на 32, 39 и 13% соответственно
Thermal and electrophysical characteristics of carbon fiber-reinforced plastics based on carbon tape FibArm Tape-230 | 300 and epoxy binder
Summary
Длительное время при производстве деталей из углепластиков использовались препреги [7, 8] и автоклавные технологии отверждения, что обеспечивало заданное качество, но существенно увеличивало стоимость. Одним из эффективных способов снижения себестоимости изготовления деталей из углепластиков является использование технологий прямого формования, при которых в качестве исходных материалов используются сухие, т. Наибольшее распространение при формовании деталей из углепластиков получила технология вакуумной инфузии [9, 10]. В работе рассматриваются новые технологии направленного регулирования свойств углепластиков за счет использования тканей с нанесенными на них тонкими металлическими покрытиями [13]. Основной целью металлизации является изменение физико-химических свойств поверхности углеродных тканей, что позволяет регулировать их реакционную способность, биосовместимость, теплофизические и электрофизические свойства [14]. Цель работы – экспериментальное исследование прочности углепластиков при межслоевом сдвиге, изготовленных с использованием углеродных лент, на поверхность которых нанесено металлическое покрытие
Sign-in/Register to view highlights & summary Sign-in/Register to access full text options 
Free) 
Talk to us
Join us for a 30 min session where you can share your feedback and ask us any queries you have
Schedule a call
