Исследование вязкоупругих характеристик композита, наполненного непрерывными органическими волокнами, через диэлектрические характеристики межфазного слоя

• Автор: Тарасов, Андрей Владимирович
• Шифр специальности: 01.04.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Барнаул
• Количество страниц: 154 с. : ил.

1. ВВЕДЕНИЕ
2. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЯЗКОУПРУГИХ СВОЙСТВ ПКМ НА ОСНОВЕ ОРГАНИЧЕСКИХ ВОЛОКОН
2Л. ВЫСОКОПРОЧНЫЕ ОРГАНИЧЕСКИЕ ВОЛОКНА
2.2. ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА АРМИРУЮЩИХ ОРГАНИЧЕСКИХ ВОЛОКОН
2.3. ПОЛИМЕРНЫЕ КОМПОЗИТЫ НА ОСНОВЕ ОРГАНИЧЕСКИХ ВОЛОКОН
2.4. ОСНОВНЫЕ МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ СТРУКТУР НА ГРАНИЦЕ РАЗДЕЛА ФАЗ В ПКМ
2.4.1. МЕТОД ЯДЕРНОГО МАГНИТНОГО РЕЗОНАНСА
2.4.2. СПЕКТРОСКОПИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ
2.4.3. СПЕКТРОМЕТРИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ
2.4.4. ХРОМАТОГРАФИЧЕСКИЙ МЕТОД
3. АНАЛИЗ ПОВЕРХНОСТИ ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ
3.1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА МЕТОДОВ АНАЛИЗА ПОВЕРХНОСТИ
3.2. МЕХАНИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
3.2.1. ИССЛЕДОВАНИЕ АДГЕЗИИ
3.2.2. МЕТОД ВНУТРЕННЕГО ТРЕНИЯ
3.3. НЕРАЗРУШАЮЩИЕ МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
3.4. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ИЗМЕРЕНИЯ ПРИ ИССЛЕДОВАНИИ ПОЛИМЕРОВ
3.4.1. ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКАЯ ТЕОРИЯ
3.4.2. МОЛЕКУЛЯРНАЯ ТЕОРИЯ
4. ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ, ПРОХОДЯЩИХ НА ПОВЕРХНОСТИ, ЧЕРЕЗ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА МАТЕРИАЛА
4.1. ИЗМЕРЕНИЯ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК
4.1.1. ИЗМЕРЕНИЯ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ПРИ ПОСТОЯННОМ ТОКЕ
4.1.2. ИЗМЕРЕНИЯ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ПРИ ПЕРЕМЕННОМ ТОКЕ
4.1.3. ИЗМЕРЕНИЯ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ПЛАСТИН, ФОЛЬГИ И ПЛЕНОК
4.2. ИССЛЕДОВАНИЕ ПОВЕРХНОСТНЫХ СТРУКТУР, ЧЕРЕЗ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА МАТЕРИАЛА
4.3. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЯЗКОУПРУГИХ СВОЙСТВ ПКМ С УЧЕТОМ МФС
5. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЯЗКОУПРУГИХ СВОЙСТВ ПОЛИМЕРНЫХ ВОЛОКНИСТЫХ КОМПОЗИТОВ
5.1. СПОСОБЫ ИЗМЕНЕНИЯ СВОЙСТВ ПОВЕРХНОСТИ В ОРГАНОПЛАСТИКАХ (СВМ, АРМОС, ТЕРЛОН)
5.2. СРЕДСТВА ИЗУЧЕНИЯ ЗАВИСИМОСТИ ТАНГЕНСА УГЛА ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПОТЕРЬ ОТ ТЕМПЕРАТУРЫ
5.3. РАСЧЕТ И ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОГРЕШНОСТИ МЕТОДА
5.4. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЯЗКОУПРУГИХ СВОЙСТВ ПКМ НА ОСНОВЕ ОРГАНИЧЕСКИХ ВОЛОКОН С ОБРАБОТАННОЙ ПОВЕРХНОСТЬЮ
5.4.1. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВЯЗКОУПРУГИХ СВОЙСТВ ПКМ С
ПОМОЩЬЮ ЗАВИСИМОСТИ tg£ ОТ ТЕМПЕРАТУРЫ
5.4.2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВЯЗКОУПРУГИХ СВОЙСТВ ПКМ С ПОМОЩЬЮ МЕХАНИЧЕСКОГО МЕТОДА ОПРЕДЕЛЕНИЯ АДГЕЗИИ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ И ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА

1. ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы.
Композиционные материалы с полимерной матрицей обладают рядом преимуществ, определяющих их усиленное применение в передовых отраслях современного машиностроения - ракетно-космической технике и авиастроении. Это, прежде всего, их уникальные удельные характеристики (высокая удельная прочность и жесткость). Особенностью производства изделий из композиционных материалов, армированных непрерывными волокнами, является одновременность проектирования и формирования материала и конструкции. В связи с этим достижение высокого качества изделий невозможно без разработки методов контроля на всех этапах технологического процесса, схема которого представлена на рис. 1.1.
Наиболее важным можно считать контроль структуры формирующегося материала, который представляет собой двухфазную систему, реализующую уникальные свойства армирующих волокон. В соответствии с правилом смесей прочностные и вязкоупругие характеристики ПКМ выражаются исходя из аддитивного вклада компонент в свойства материала:
где ак,С)н,Ом - прочностные параметры композита, волокна и
волокна и матрицы Ен - объемное содержание волокна. При этом связь между волокном и матрицей по поверхности раздела считается идеальной. На практике получение идеальной связи невозможно, а, следовательно, степень реализация свойств компонент в композите определяется
Ек =Енун + Ем(1-ен)
(1.1)
(1.2)
матрицы,
соответственно модуль упругости композита,

хемосорбированных компонентов зависит от химической активности функциональных групп поверхности и от их способности вступать в реакции. При анализе поверхности часто обнаруживается влияние на локальную адсорбцию не только состава поверхности, но и рельефа. Особенности поверхностного потенциала при определенном рельефе влияет на образование адсорбционных слоев и их толщину на поверхности полимера.
Влияние волокон на сдвиг обусловлено их поверхностными свойствами (величиной поверхностной энергии, удельной поверхностью, микрорельефом, наличием химически активных групп) в той мере, в какой они влияют на прочность сцепления по границе раздела или на структуру и свойства матрицы в пограничном слое. Пористость матрицы, неполнота контакта по границе раздела, слабая трансверсальная прочность волокон являются теми факторами, которые существенно снижают прочность композитов при сдвиге [5, 21].
Основная задача исследования адгезионной прочности формулируется так: выяснить, как зависят свойства композиционного материала от адгезионной прочности соединения и какими факторами в каждом отдельном случае определяется адгезия.
Элементарной ячейкой армированного волокнами композиционного материала служит участок волокна с прилегающим к нему слоем связующего. Выдергивая волокно из слоя адгезива (связующего), определяется сила ¥, требующаяся для разрушения соединения с
площадью 8 = АШ , где с1 - диаметр волокна; 1 - длина адгезионного соединения. По измеренным значениям Б и Б рассматривают сдвиговую
адгезионную прочность: Тсдв = Для определения адгезионной
прочности необходимо знать силу, при которой волокно выдергивается из адгезива. При приложении нагрузки к любому адгезионному соединению оно разрушается: