Техника исследования энергетики взаимодействия на границе раздела фаз и критериальная оценка адгезии в полимерных композиционных материалах

• Автор: Кметь, Вячеслав Алексеевич
• Шифр специальности: 01.04.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1997
• Место защиты: Барнаул
• Количество страниц: 142 с.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1 ФИЗИКО - ХИМИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ
ПРИ АДГЕЗИОННОМ ВЗАИМОДЕЙСТВИИ И МОДЕЛЬ ПОВЕРХНОСТИ РАЗДЕЛА ФАЗ
1.1 Понятие адгезии
1.2 Поверхностный слой композита
1.3 Формирование поверхности
1.4 Теории адгезии
1.5 Молекулярное описание адгезии
1.6 Молекулярно-кинетический подход к определению адгезии
1.7 Теория химического взаимодействия матрицы и волокна
2 АДГЕЗИОННАЯ ПРОЧНОСТЬ
2.1 Влияние исходной концентрации связующего на адгезию и характер разрушения армированного композита
2.2 Влияние смачиваемости на адгезионную прочность
2.3 Влияние температуры на адгезионную прочность
композита
3 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ АДГЕЗИИ СВЯЗУЮЩИХ К АРМИРУЮЩИМ ВОЛОКНАМ
3.1 Разрушающие методы определения адгезионной прочности в композитах
3.2 Определение адгезионной прочности по сдвиговой прочности в микропластиках
4 ПОДТВЕРЖДЕНИЕ ВОЗМОЖНОСТЕЙ МЕТОДА ОПРЕДЕЛЕНИЯ АДГЕЗИОННОЙ ПРОЧНОСТИ ПО СДВИГОВОЙ ПРОЧНОСТИ В МИКРОПЛАСТИКАХ ПРИ МОДИФИКАЦИИ ПОВЕРХНОСТИ ВОЛОКОН
4.1 Теоретические основы обеспечение процессов модификации волокнистых наполнителей
4.2 Обработка поверхности волокон в плазме
4.3 Радиационно - химическая модификация наполнителей полимерных композиционных материалов
4.4 Радиационно - термическая модификация
в полимерных композитах
4.4.1 Полимеризация в высокополимерах в процессе термического структурирования
4.4.2 Радиационно - термическая модификация
5 РАЗРАБОТКА АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ СИСТЕМЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ АДГЕЗИОННОЙ ПРОЧНОСТИ
5.1 Особенности применения многоэлементных фотоприемников при контроле геометрических параметров объектов
5.2 Методы определения геометрических параметров
на основе выходного сигнала матричного фотоприемника
5.3 Модель выходного сигнала многоэлементного
матричного фотоприемника
5.3.1 Оценка точности измерения
5.3.2 Алгоритм определения геометрических параметров объекта
с помощью многоэлементного матричного фотоприемника
5.3.3 Определение разрушающих усилий
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ
Основной тенденцией в развитии машиностроительного комплекса следует считать постоянное снижение веса изготавливаемых изделий. Особенно остро эта проблема стоит для авиационной и ракетно-космической техники, так как ее усложнение и удорожание в последние годы требует поиска путей создания высокоэффективной техники при минимальных затратах.
Один из путей решения этой проблемы - широкое использование композиционных материалов с полимерной матрицей в высоконагруженных элементах летательных аппаратов. Композиционные материалы представляют собой сочетание разнородных по форме и свойствам двух или большего числа материалов с четкой границей между ними. Совместная работа разнородных материалов дает эффект, равносильный созданию нового материала, свойства которого качественно и количественно отличаются от свойств каждого из составляющих. Расширение областей применения таких материалов привело к появлению большого класса изделий из армированных пластиков, номенклатура которых постоянно расширяется.
В настоящее время, разработаны полимерные композиционные материалы на основе стеклянных, органических, углеродных и борных волокон, некоторые свойства которых приведены в таблице 1.
В изделиях спецтехники нашли применение композиционные материалы с углеволокнистым наполнителем - углепластики, которые имеют наиболее высокие удельные характеристики.
Механические свойства углепластиков представлены в таблице 2.
Процесс создания изделий из композиционных материалов с учетом структурно-технологического подхода рассматривается как полисистемный комплекс, избирательно включающий элементы отраслей знаний, взаимодействие и взаимоотношение которых приобретают характер взаимодействия, направленного на получение конкретного результата (рис.1).

- истинная площадь контакта; щ - число бороздок на поверхности с
глубиной /2/ и половиной угла при вершине треугольника образованного
продолжительность контакта; Т] -вязкость полимерной матрицы при растекании; Р - давление под действием которого происходит затекание полимерной матрицы в микродефекты.
Поскольку работа адгезии, независима от природы связей и пропорциональна площади контакта, можно написать уравнение:
где - произведение усредненной энергии единичной связи на число адгезионных связей на единицу истинной площади контакта.
Таким образом, возникновение максимально большого числа связей,
важнейшим условием формирования контакта и повышения адгезионной прочности.
Необходимо упомянуть, что молекулярное описание адгезии не учитывает полимерной структуры адгезива.
1.6 МОЛЕКУЛЯРНО-КИНЕТИЧЕСКИЙ ПОДХОД К ОПРЕДЕЛЕНИЮ
АДГЕЗИИ
сечением бороздки ОС , СІ - диаметр поры; Щ - число пор на 1 см2; Т
(1.12)
определенного рельефом поверхности и реологией адгезива, является
Обоснованная молекулярно-кинетическая трактовка формирования адгезионных связей приведена в работах [41, 42].