Революционные идеи научно-технического прогресса невозможно реализовать без помощи конструкционных материалов

Свойства углеродных волокнистых материалов.
Физико-механические и химические свойства углеродных волокон определяются видом исходного сырья, условиями получения, температурой и средой термообработки и другими факторами.
Морфология волокна.
К основным элементам морфологии относятся характер поперечного среза и поверхность волокна. В углеродных волокнах обычно воспроизводится форма поперечного среза исходного полимерного волокна. Форма поперечного среза полимерных волокон весьма разнообразна: круглая, бобовидная, изрезанная и др. Например, полиакрилонитрильное волокно куртель, получаемое солевым способом, имеет в поперечном срезе круглую форму. Для ПАН-волокна, изготовленного с применением водно-органических осадительных ванн, характерна бобовидная и фасолевидная форма поперечного среза. Углеродные волокна на их основе также имеют круглую или бобовидную форму в поперечном срезе.
Срез углеродных волокон, полученных из нефтяного пека, имеет строго круглую форму, так как исходное волокно формировалось из расплавленного пека через фильеры с круглым отверстием.
Из гидратцеллюлозного волокна получается углеродное волокно со звездообразной формой поперечного среза.
Отклонение формы поперечного среза от круглой затрудняет расчет истинной площади поперечного сечения и соответственно механических характеристик, особенно прочности волокна.
Поверхность углеродного волокна обуславливается теми же факторами, что и поперечный срез волокна. Так, волокно из пека имеет гладкую поверхность, а углеродное волокно из гидратцеллюлозы со звездообразной формой среза – неровную поверхность.
Изрезанная, бобовидная формы, свойственные большинству углеродных волокон, полученных из ПАН и гидратцеллюлозного волокна, затрудняют монолитность композиционного материала.
Следует отметить, что углеродные волокна на основе химических волокон характеризуются фибриллярной структурой, свойственной химическим волокнам и сохраняемой в углеродном волокне. Углеродные волокна, полученные из других видов сырья, являются изотропными по структуре, они аналогичны стеклянному волокну.
Неоднородность углеродного волокна обусловлена дефектами, заложенными в исходном волокне и возникающими дополнительно в процессе карбонизации и графитации.