Трехмерно-направленные ортогонально-армирующие системы

Трехмерно-направленные ортогонально-армирующие системы формируются переплетением пучков прямолинейных волокон с углом разориентации в плоскости координат, равным 90°. К преимуществам таких систем можно отнести простоту их изготовления, достаточную прочность и жесткость в направлении армирования. Такие системы характеризуются достаточно высокой трансверсальной и сдвиговой прочностью. Требуемые механические свойства трехмерно-направленных армирующих систем обеспечиваются подбором жгутов УВ по ортогональным осям (х = d1l2$ y = d2h1; z = l1h2). На рис. 11.1 приведена схема армирования трехмерно-направленной ортогонально-армирующей системы.

При разработке ортогонально-армированных CBT УУКМ применяют армирующие системы, размеры ячейки в которых по осям х, у, z 3x3x1,5 мм соответственно. Укладка выполняется по схеме 2:2:2, т.е. в два сложения по всем направлениям армирования. Показатели качества CBT УУКМ, армированных по рассмотренной схеме, следующие: плотность 1,67—1,75; прочность на сжатие по направлениям х, у составляет величину 190,0—210,0 МПа.

При выполнении каркаса по направлениям xz и ху одним жгутом можно значительно уменьшить суммарный объем пустоты (пористости) каркаса. При этом плотность материала повышается до 1,85 г/см3. Однако и при этом сохраняется остаточная закрытая пористость в материале, что затрудняет проникновение углеродсодержащего газа в несплошности каркаса при уплотнении его пироуглеродом.

К недостаткам CBT УУКМ с ортогонально-армирующей схемой размещения высокомодульного волокнистого наполнителя в материале конструкции следует отнести возможные разрушения при эксплуатации изделий. Такие разрушения в виде локальных вымывов материала в высоконапорном канале формируются вдоль направления z, поскольку разрушаются нити, несущие основную нагрузку и выходящие на поверхность канала параллельно направлению потока.