Экспериментальный комплекс для исследования радиационной стойкости волокнистых наполнителей полимерных композиционных материалов

• Автор: Морозов, Сергей Валерьевич
• Шифр специальности: 01.04.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Барнаул
• Количество страниц: 99 с.

1. Анализ методов исследования радиационной стойкости

1.1. Общие закономерности взаимодействия у-излучения с веществом
1.2. Влияние излучений на свойства конденсированных фаз вещества
1.3. Радиационно-химические процессы в органических материалах и изменение физических свойств полимерных материалов при облучении
1.4. Радиационно-химические процессы в волокнистых наполнителях
1.5. Радиационная стойкость связующих
Разработка методов исследований и дозиметрия облучения
2.1. Методы исследований свойств волокнистых наполнителей
при радиационном воздействии
2.2. Установки и приспособления, совершенствование методики исследований
2.3. Характеристики применяемого источника излучения и проведение облучения. Дозиметрия
Влияние внешних факторов на радиационную чувствительность
волокнистых наполнителей

3.1. Методика проведения эксперимента
3.2. Влияние состава атмосферы на радиационную чувствительность волокнистых наполнителей

3.2.1 Изменение физико-механических характеристик волокнистых
наполнителей при облучении в воздушной среде
3.2.2. Влияние радиационного окисления на физикомеханические характеристики волокнистых наполнителей при

облучении
3.3 Влияние жидкой фазы на радиационную чувствительность волокнистых наполнителей

3.3.1. Изменение физико-механических характеристик волокнистых наполнителей при облучении в воде
3.3.2. Изменение физико-механических характеристик волокнистых наполнителей при облучении в этаноле
3.3.3. Изменение физико-механических характеристик волокнистых наполнителей при облучении в ацетоне
3.3.4. Изменение физико-механических характеристик волокнистых наполнителей при облучении в перекиси водорода
3.4. Влияние напряженного состояния на физико-механические
характеристики волокнистых наполнителей при облучении
Заключение
Список литературы

Развитие космической, атомной и электронной промышленности потребовало создания новых полимерных материалов, способных сохранять высокие эксплуатационные качества при внешних энергетических воздействиях, в частности в условиях влияния различных видов ионизирующих излучений (ИИ). Известно, что под действием ИИ в полимерах происходят процессы структурирования и деструкции, причем наличие в макромолекулах двойных связей и ароматических циклов способствуют повышению стойкости полимеров к ИИ. Изучение изменения их структуры и физико-механических свойств в зависимости от поглощенной дозы, определение глубины прошедших обратимых и необратимых эффектов позволяет прогнозировать работоспособность элементов конструкций, созданных из полимеров и композитов, подвергающихся воздействию излучений высоких энергий, оценить их радиационную стойкость.
Сравнивая результаты, полученные при определении свойств материалов до, во время и после облучения, можно легко установить, что под воздействием ИИ зачастую меняется большой ряд взаимосвязанных величин, что необходимо учитывать при проведении испытаний. На результаты воздействия излучения влияют такие факторы, как энергетический спектр и интенсивность излучения, время экспозиции при облучении и после него, давление и состав окружающей среды, температура, при которой производится облучение и которая возникает в материале в результате взаимодействия с ним излучения, техника и технология изготовления образцов и их последующая обработка, уровень внутренних напряжений в них, содержание и состав примесей. Последние способны играть весьма важную роль в ходе радиационно-химических реакций вследствие существования различного рода эффектов передачи энергии. Примесями, которые играют наиболее важную роль, являются молекулярный кислород, галоиды, ароматические соединения и некоторые другие вещества.

Рис. 2.6. Экспериментальная диаграмма растяжения пучка углеродных волокон.
Для экспериментального определения неизвестного параметра ш может быть предложен следующий метод. Из исследуемой нити вырезается два образца. Предполагается, что образцы, вырезанные из соседних участков нити, обладают одинаковой или близкой степенью склеенности волокон. Один из образцов нагружается до разрушения. При нагружении производится запись диаграммы растяжения. У второго образца часть волокон надрезается концом остро отточенного ножа. Образец закрепляется в захватах испытательной машины и нагружается усилием N0. Такое нагружение выполняют многократно. При каждом нагружении производится измерение деформации на различных расстояниях х от надреза, на базе 1«Ь, где Ь — длина испытательной части образца. По результатам испытаний строится график зависимости измеренной деформации от расстояния до места надреза. При некотором х=х0 деформация перестает зависеть от х, так как за счет взаимодействия волокон по боковой поверхности происходит постепенная загрузка перерезанных волокон, и на расстоянии х>х0 от надреза они полностью загружаются, а их деформация отличается от деформации неповрежденных волокон. Длина, характеризующая степень склеенности волокон, 1о=2х0, а параметр ш=Ь/1о=Ь/2х0. Полученная оценка параметра ш используется в выражениях (2.16) и (2.18) при аппроксимации диаграммы растяжения. Если принято, что