Исследование структуры и свойств высоконаполненных металлополимерных композитов и изделий на основе фторопласта-4, полученных взрывной обработкой

• Автор: Казуров, Андрей Владимирович
• Шифр специальности: 05.02.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Волгоград
• Количество страниц: 188 с. : ил.

Глава 1. Структура, свойства и перспективы
применения фторопластовых композиционных материалов
1.1. Физико-механические свойства
наполненных фторопластов
1.2. Технология изготовления наполненных фторопластовых композиционных материалов
1.3. Адгезионное взаимодействие и структурообразование
в наполненных ПКМ
1.4. Ударно-волновая обработка полимеров и
композиционных материалов на их основе
Выводы к главе
Глава 2. Материалы и методики исследований
2.1. Исследуемые материалы
2.2. Взрывное прессование полимерных
композиционных материалов
2.3. Методика проведения исследований
Выводы к главе
Глава 3. Особенности взрывного прессования, структура и физико-механические свойства металлополимерных
композиционных материалов
3.1. Расчет параметров и моделирование взрывного прессования металлополимерной смеси в цилиндрической ампуле
3.2. Влияние параметров взрывного нагружения
на структуру и свойства металлополимерных прессовок
3.3. Влияние режимов спекания на свойства
металлонаполненных ПКМ на основе фторопласта-4 и капрона

3.4. Влияние дисперсности наполнителя и состава смеси на физико-механические и антифрикционные свойства ПКМ
на основе фторопласта-4 и капрона
Выводы к главе
Глава 4. Исследование термомеханических и теплофизических свойств обработанных взрывом металлополимерных
композиционных материалов
4.1. Термомеханические свойства наполненных
металлофторопластовых композиционных материалов
4.2. Теплофизические свойства наполненных металлополимерных
композиционных материалов
Выводы к главе
Глава 5. Разработка технологии получения металлополимерных композиционных изделий
с использованием взрывной обработки
5.1. Проектирование комплексной технологии
получения металлополимерных композитов
5.2. Разработка технологии получения взрывным прессованием антифрикционных металлополимерных изделий
5.3. Разработка технологии взрывного прессования металлополимерных покрытий с использованием
коаксиального взрывного обжатия
5.4. Технология изготовления
токопроводящих узлов из ПКМ
Выводы к главе
Общие выводы
Список литературы
Приложение
Расширение областей эффективного использования полимерных композиционных материалов (ПКМ) на основе трудноперерабатываемых адгезионноинертных полимеров, обладающих высокими эксплуатационными свойствами, представляет важную практическую и научную задачу. Особую актуальность приобретает ее решение применительно к ответственному высо-конагруженному в силовом и термическом отношениях оборудованию в химической, нефтяной, энергетической и др. промышленных отраслях. Однако, практическое использование полимеров и их композиций с малыми добавками наполнителей ограничивает эксплуатационные возможности создаваемых узлов и конструкций: вследствие сравнительно невысокой прочности и: низкой износостойкости. Их повышение за счет увеличения концентрации наполнителей в ПКМ трудно реализуемо по причине низкой адгезионной, активности полимеров, технологической сложности производства высоконаполненных и каркасных ПКМ на основе трудноперерабатываемых полимеров, в частности фторопласта-4 (Ф-4), необходимости применения дорогостоящего специализированного оборудования; Указанные ограничения и сложности обуславливают необходимость поиска и разработки новых или усовершенствования существующих способов получения ПКМ с повышенными физикомеханическими и служебными свойствами.
Повышение физико-механических свойств ПКМ достигается за счет увеличения адгезионной активности компонентов, что приводит в итоге к их лучшему межчастичному взаимодействию. Перспективным способом улучшения адгезионной активности компонентов является их. структурная модификация при механическом, химическом, физическом или: комплексном воздействиях, применение которых зачастую возможно только в лабораторных условиях и для малых объемов веществ, что требует интенсификации исследований по разработке новых прогрессивных процессов активации этих материалов. Ударно-волновая обработка (УВО) является эффективным способом получения наполненных ПКМ с повышенными служебными свойствами за счет физико-

но ГОСТ 25281-82. Плотность образцов (р), Мг/м3, вычисляли с округлением до 0,01 по формуле:.
где ГП1 - масса образца, взвешенного на воздухе, г; ш2 и т3 - масса, образца и проволоки, взвешенных на воздухе и в воде, г; рв - плотность воды, Мг/м3.
2.2. Взрывное прессование полимерных композиционных материалов.
2.2.1. Ампульная схема взрывного прессования порошков.
В работе взрывное нагружение производилось по ампульной схеме. Взрывное обжатие порошков в цилиндрических ампулах является самым простым и надежным методом интенсивного ударного нагружения порошков с сохранением получаемого материала. Широкое применение этой схемы обусловлено целым рядом достоинств технологического характера, таких как удобство изготовления и невысокая стоимость оснастки, простота, инициирования радиально-симметричного взрыва, надежная герметизация и возможность вакууми-рования объема обрабатываемого порошка, а также стесненность динамической разгрузки из сжатого состояния, благодаря необратимой деформации ампулы при обжатии. Однако далеко не всегда удается получить в ампуле кондиционную порошковую прессовку. Наиболее часто встречаются такие дефекты, как неравномерность обжатия по сечению и длине, концевые расслоения, образование в центре ампулы осевого канала [160, 173, 174]. Установлено [98, 160], что при ВП в ампуле Ф-4 и его полимерных смесей завышенные энергетические условия приводят к образованию структурной неоднородности материала, по радиусу прессовки. Исходя из выше сказанного, необходимо осуществлять нагружение материалов на оптимальных режимах, которые должны обеспечивать максимальное адгезионное взаимодействие между компонентами ПКМ, не допуская деструкцию полимера в результате интенсивной пластической деформации, реализуемой за счет высокой скорости нагружения и пористости композиционной смеси.