Перспективные композиты XXI века на основе органических и неорганических полимеров и новые металлические сплавы, приоритетные технологии, структура, свойства
На основе гипотезы генерации импульсов электромагнитного излучения вследствие движения заряженных берегов распространяющейся трещины, можно определить скорость прорастания трещины v @ (1,25¸4,37) × 102 м/ с, её размеры L @ (1,94 ¸ 5,28) 10-4 м, а также критическую концентрацию с* @ (0,52 ¸ 3,49)× 109 м-3).
Обработка результатов испытаний композиционных материалов по методике, описанной в [1], позволила получить экспериментальные значения характеристик различных композитов, приведенные в табл. 2. Наиболее важными характеристиками являются энергия активации разрушения (U0) межатомных связей; структурно-чувствительный коэффициент (g), называемый иначе коэффициентом перенапряжения межатомных связей в наиболее слабом звене структуры; полная работа разрушения (А); эффективная поверхностная энергия разрушения композитов (Г).
Таблица 2
Кинетические и энергетические характеристики образцов фенопластов
|
Композит |
Способ изготовления |
U0, 10-19, Дж |
g, 10-28, м3 |
А, Дж |
Г, 105, Дж/м2 |
|
Э39 |
П |
1,55 |
0,91 |
21,95 |
3,62 |
|
Ж13 |
П |
1,53 |
0,91 |
17,95 |
0,34 |
|
О3 |
П |
1,60 |
1,10 |
50,11 |
1,72 |
|
Э2 |
П |
1,62 |
1,38 |
24,45 |
2,69 |
|
Э10 |
П |
1,51 |
1,06 |
15,58 |
2,46 |
|
О20 |
П |
1,56 |
1,02 |
24,69 |
4,86 |
|
Ж13 |
П |
1,53 |
0,94 |
17,07 |
1,33 |
|
Э39 |
ЛВ |
1,56 |
0,86 |
28,58 |
1,41 |
|
Э39 |
ЛВ |
1,58 |
0,88 |
29,12 |
1,56 |
|
Э39 |
ЛТ |
1,61 |
0,84 |
28,75 |
1,82 |
|
О20 |
ЛВ |
1,56 |
1,03 |
29,29 |
2,11 |
|
О20 |
ЛТ |
1,56 |
0,79 |
28,80 |
2,48 |
Анализируя полученные результаты, можно отметить, что наблюдается некоторая зависимость энергетических и кинетических параметров от состава фенопластов. Структурно-чувствительный коэффициент, полная работа разрушения меньше у образцов, имеющих минеральный наполнитель или минеральный с органическим (Э10, Ж13, Э39, О20), чем у образцов, имеющих только органический наполнитель (О3, Э2). Эффективная поверхностная энергия меньше у образцов, имеющих только минеральный наполнитель (Ж13, Э39). Кроме того, полная работа разрушения для образцов, изготовленных литьевым способом, больше, чем для образцов, изготовленных прессованием (кроме фенопласта О3).
Тот факт, что параметры импульсов ЭМИ определяются кинетическими характеристиками повреждения композиционного материала, делает возможным установление качественных и количественных закономерностей развития этого процесса.
По результатам проведенных исследований можно сделать вывод, что использование импульсного электромагнитного излучения при разрушении композиционных материалов позволяет изучать процессы, происходящие на микроуровне и, используя кинетический подход к проблеме прочности, определять параметры этих процессов на основе данных механических испытаний.
Литература
1. Климов В.И. Контроль разрушения и долговечности композиционных материалов / В.И.Климов, Т.М.Черникова. Кемерово: АИН, 1997. 151 с.
2. Определение кинетических констант и критического размера разрушения композиционных материалов на основе регистрации импульсного электромагнитного излучения при их разрушении / В.В.Иванов, П.В.Егоров, В.И.Климов и др. // Прикладная механика и техническая физика. 1994. Т.35, № 4. С. 153-159.
УДК 678.5
ИССЛЕДОВАНИЕ МЕТОДОМ ИНФРАКРАСНОЙ СПЕКТРОСКОПИИ ПРОЦЕССОВ ПОЛИМЕРИЗАЦИИ И СОПОЛИМЕРИЗАЦИИ В ПОЛИМЕРНЫХ СОСТАВАХ ДЛЯ ОРГАНИЧЕСКИХ СТЕКОЛ
Н.А.Чиняева, А.Л.Носкова, Е.В.Бычкова, Л.Г.Панова
Энгельсский технологический институт СГТУ
Органические стекла (ОС) представляют собой прозрачные в видимой области спектра твердые материалы на основе полимеров акрилового ряда; поликарбонатов, полистирола, полисульфона и др. [1]. Преимущества перед силикатным стеклом заключаются в более низкой плотности, травмобезопасности, что обусловило широкое применение ОС в различных сферах промышленности и бытовом секторе. Однако из всех вышеперечисленных полимеров только поликарбонат и полисульфон принадлежат к группе самозатухающих. Поэтому в связи с высокой воспламеняемостью и горючестью исходного сырья и, соответственно, готовой продукции снижается спрос на промышленно выпускаемые материалы. Разработанные ранее составы для ОС пониженной горючести обладают рядом существенных недостатков (многокомпонентность состава, невысокие физико-механические свойства и высокая себестоимость готовых изделий), поэтому разработка составов ОС пониженной горючести с оптимальным уровнем физико-механических и оптико-химических свойств является актуальным направлением исследований.
