Наиболее полно читатели могут ознакомиться с описанием ' структуры и морфологии боровольфрамовых волокон в обзорах [4, 14] и [15]. Здесь же изложим краткое содержание этих об­зоров.

Несмотря на то что бор осаждается химически из смеси ВС13 и Н2 в поликристаллической ^-ромбоэдрической форме, малые размеры кристаллов ('--20 А) позволяют рассматривать его как аморфный. При осаждении бора в интервале температур 1300— 1400 °С большое количество ^-ромбоэдрического бора образует локальные кристаллы существенно больших размеров. С возра­станием температуры число таких образований растет, и при температуре выше 1400 °С практически весь бор осаждается в виде поликристаллической формы с размерами кристаллов, равными нескольким тысячам ангстрем. Такая поликристаллическая форма приводит к низким физико-механическим свойствам волокна, и поэтому необходимо избегать ее образования при производстве борных волокон.

Большинство локализованных дефектов, приводящих к росту внутренних напряжений и соответственно к падению прочности, возникает в процессе получения волокна. Основной задачей при получении высокопрочных борных волокон является уменьшение влияния этих дефектов. Можно было бы избежать образования дефектов в виде участков поликристаллического бора, если бы удалось выдерживать температуру осаждения ниже пика темпе­ратуры их образования. Включение таких посторонних примесей, как карбонизированные частицы, окись вольфрама и хлорид ртути, увеличивает число дефектов, приводящих к росту вну­тренних напряжений. Эти дефекты имеют вид «шишек» или ка­пель на внешней поверхности волокна. Отмечено, что частота об­разования этих дефектов низка вблизи ртутного электрода и на участке, где волокно очищается, т. е. на промежуточном электроде. Осколки основы также являются источником сходных дефектов. Во избежание этого основу очищают нагреванием в нейтральном газе (или смеси газов), пропуская через систему чистый водород до начала осаждения бора. Волокна могут также увлекать ча­стицы, образовавшиеся в результате трения и соприкосновения их со стенками реактора под действием электростатических сил. 230

Образования этих дефектов можно избежать, контролируя поло­жение волокон в центре реактора и задавая необходимое натяже­ние исходя из расхода основы. Трещины в вольфрамовой основе приводят к образованию волокон с низкой прочностью при растя­жении. Во избежание этого применяют метод предварительной вытяжки вольфрама.

Еще одной причиной снижения прочности является образова­ние кольцевых радиальных трещин. Число этих дефектов возра­стает, если температура осаждения низка или если увеличивается скорость получения волокна при реализации многостадийной схемы. Эти дефекты могут быть устранены более жестким кон­тролем над температурным профилем. Улучшение продольных прочностных свойств боровольфрамовых волокон за последние десять лет является следствием организации тщательного кон­троля всего технологического процесса получения продукции, что привело к снижению числа дефектов в волокне.

Поверхность бороволокон имеет зернистую структуру, сход­ную со структурой зерен в колосе (см. рис. 10.5). Эти зерна обра­зуются на зародышевых участках основы, которая не является абсолютно гладкой. На рис. 10.5 видно, что они больше, лучше выражены и более упорядочены для боровольфрамовых, нежели для бороуглеродных волокон. Такое различие является резуль­татом влияния относительно грубой поверхности боровольфрамо­вых волокон. Меньшая зернистость бороуглеродных волокон является следствием более гладкой поверхности углеродных во­локон основы, дефекты которых «залечены» пиролитическим гра­фитом. Как было показано в п. 10.2.2.3, улучшение поверхности бороуглеродных волокон — это одно из свойств, которое пред­определяет низкую трансверсальную прочность эпоксиборопла - стиков.