Создание высокоресурсных компонентов оборудования и технологии их изготовления из структурированных композитов с использованием физических полей

• Автор: Бойков, Евгений Алексеевич
• Шифр специальности: 05.03.01, 05.17.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Воронеж
• Количество страниц: 177 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

1. ОБОСНОВАНИЕ ТРЕБОВАНИЙ К МАТЕРИАЛАМ, ЭКСПЛУТАЦИОННЫМ ХАРАКТЕРИСТИКАМ

. ТРИБОТЕХНИЧЕСКИХ И УПЛОТНИТЕЛЬНЫХ УЗЛОВ

ОБОРУДОВАНИЯ И АНАЛИЗ ТЕХНОЛОГИЙ ИХ ПОЛУЧЕНИЯ

1.1.Роль вида и структуры материала в повышении работоспособности

специальных элементов оборудовании

1.2 Требования к рациональным эксплуатационным свойствам материалов

и деталей из композиционных полимерных материалов КПМ

1.3 Анализ свойств, конструкций, структур КПМ и технологий

их обеспечивающих.

1.4 Цели и задачи работы
2. МЕТОДИКИ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССОВ И РЕАЛИЗАЦИИ ТЕХНОЛОГИЙ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СТРУКТУРИРОВАННЫХ КОМПОНЕНТОВ ИЗ КПМ ДЛЯ ОБОРУДОВАНИЯ
2.1 Систематизация объектов композиционных структурированных материалов.
2.2 Обоснование системы технологических факторов, обеспечивающих
управление структурой композиционных материалов, используемых для специальных элементов оборудования
2.3 Описание экспериментальной установки и методик расчета технологических параметров.
2.4 Методики, используемые для оценки эксплуатационных показателей работоспособности структурированных КПМ и изделий из них
2.5 Выводы
3. ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ФОРМИРОВАНИЯ, УСТАНОВЛЕНИЕ ВЗАИМОСВЯЗЕЙ ЭЛЕМЕНТОВ КПМ И МОДЕЛИРОВАНИЕ МАТЕРИАЛОВ С ЗАДАННЫМИ СВОЙСТВАМИ
3.1 Этапы целенаправленного управления структурой КПМ
в жизненном цикле изделия.
3.2. Исследование влияния магнитостатического поля на свойства компонентов и структуру композиционного материала
3.3. Построение модели процесса формирования многослойных
полимеров с заданными свойствами
3.4 Выводы.
4. УПРАВЛЕНИЕ КОНСТРУКЦИЕЙ КПМ, ПРЕДНАЗНАЧЕННЫХ
ДЛЯ КОМПОНЕНТОВ ОБОРУДОВАНИЯ
4.1 Управление факторами, определяющими конструкцию композиционного материала.
4.2 Улучшение эксплутационньгх характеристик деталей из КПМ и примеры практической реализации объемных и плоских структурированных фторопластовых композиций.
4.3 Выводы.
Основные результаты и общие выводы.
Список литературы


Все вышеуказанное присуще фторопласту-4, но при использовании пленок из-за низких адгезионных свойств (этого особого свойства) возникает вопрос поиска эффективного способа закрепления пленок из Ф-4 с материалом подложки. При этом ограничениями является само разнообразие конструкций закрепления пленки и подложки. Так, физическое активирование поверхности полимера тлеющим разрядом /8/ или химическое активирование растворами натрия, лития //, а также вдавливание в поверхность порошка или стружек металлов /9,/, значительно затрудняют технологии изготовления композиций и не обеспечивают надежных эксплутационных соединений. Более приемлем способ получения покрытий при помощи фторопластовых волокон /, , /, но возникает проблема тканевых материалов, где в качестве активных волокон используют стекловолокно, аримидные, хлопчатобумажные, углеродные высокомодульные волокна или другие нити. Ограничением здесь являются невысокая прочность тканевых материалов в эксплутационных условиях. Частичное решение проблемы достигается, когда проводят действия по приданию герметичности и сплошности лицевому слою фторопластовой ткани посредством создания на его поверхности плотного монолитного слоя из того же полимера. Повышению работоспособности элементов из КПМ способствует / /: формирование на поверхности тканевого материала и последующее спекание плотного слоя фторопласта-4; многократная пропитка материала суспензией; нанесение плотного слоя при помощи способа высокотемпературной сварки монолитного слоя, включая пленки фторопласта-4. Исследуя вопросы пленок, мы вынуждены затрагивать принципы составления полимерных композиций во взаимосвязи со структурой. Под последним понимают химическую и надмолекулярную организацию, как это представляется в работе //. Кроме того, формирование требуемого набора свойств определяется условиями эксплуатации и переработки материала. Известно мнение, что мелкосферолитная структура обеспечивает высокую прочность полиолефинов в любых условиях переработки. Также известно, что структура, благоприятствующая получению прочного полимерного материала, определяется условиями эксплуатации /4 /. Рис. Длительное время была широко распространена точка зрения, в соответствии с которой одним из основных требований, предъявляемых к любому полимерному материалу, была его структурная однородность, что обеспечиваюсь изотропностью свойств, считавшуюся всегда положительным фактором. Многочисленные эксперименты /, / показали, что в условиях эксплуатации распределение напряжений в изделиях из полимеров происходит неравномерно. Поэтому ресурсы материала, обеспечивающие, например, сопротивление разрушению, деформации, также должны “мобилизироваться” не одинаково по всему объему. Наиболее интенсивно это происходит в тех областях, в которых в процессе длительной эксплуатации возникают наибольшие напряжения. Это вызывает необходимость в направлениях (зонах) наибольших напряжений создавать “усиленные конструкции”, например, за счет каркасов из наполнителей или применяя другие принципы. Повышение способности материала противостоять разрушению не требует равномерного увеличения энергии всех связей между элементами структуры материала. Следовательно, особое внимание при создании и эксплуатации изделий из КГ1М следует уделять структуре и виду материала, т. При этом, решая задачи повышения работоспособности специальных элементов (компонентов) оборудования и маши, необходимо учитывать следующее. Для увеличения прочности изделий из полимерных материалов необходимо, чтобы реализовывалась, по крайней мере, два типа связей: 1) прочных, обеспечивающих противодействие разделения тела детали на части; 2) неустойчивых (лабильных), разрывов, перегруппировка которых соответствует рассеиванию энергий, освобождающейся в результате осуществления разрушения (разрыва) материала (пленки, волокна). Исследуя важность роли структуры в повышении работоспособности элементов оборудования (уплотнителей, направляющих), отметим еще одну особенность КПМ: с усложнением композиции, наличие двух типов связей и ориентация прочных связей в требуемом направлении могут быть обеспечены в двух - или многокомпонентных системах, в которых наиболее прочный ориентирован в нужном направлении //.