ВУЗ:
Составители:
Меняя размер наполнителя и, соответственно, структуру композиционного ма-
териала, можно получать изделия с заданными свойствами.
Ниже приведены схемы границ разлома металлополимерных материалов
с наполнителем – металлический порошок различных фракций. На всех схе-
мах выделена черным цветом линия разлома образцов. Как видно из рис. 5.2.3,
нагружение при изгибе более равномерно происходит в структуре, которая имеет
крупные частицы наполнителя. Они дают возможность материалу оказывать со-
противление нагружению. Поэтому при создании металлополимерных материа-
лов, работающих на изгиб, следует применять крупные наполнители, которые
образуют "армирующую" сетку.
При растяжении (рис. 5.2.4) образцов разлом структуры у наполненных металло-
полимеров происходит в основном по наименее слабому компоненту (полимеру), та-
ким образом, уменьшив прослойку связующего, можно распределить нагрузку на по-
верхность введенного наполнителя. Добиться такого результата с крупным наполни-
телем невозможно, поэтому следует использовать средние и мелкие фракции наполни-
телей. Прослойки связующего между ними минимальны и нагружение происходит по
зернам наполнителя. При сжатии (рис. 5.2.5) наилучшим образом работают образцы с
введенным в них мелкодисперсным порошком. Такая структура металлополимерных
материалов является наиболее наполненной, и при воздействии на нее сил нагруже-
ния работает единым монолитным слоем. Введенные крупные зерна наполнителя
при сжатии начинают двигаться относительно друг друга и при этом разрушают свя-
зывающий их слой полимера. Так же следует отметить, что поверхность распределе-
ния нагрузки у материалов с мелкодисперсным наполнителем больше, чем у металло-
полимеров с крупным наполнителем.
5.3 Исследование влияния давления прессования на структуру
и прочностные характеристики получаемого
металлополимерного материала
При получении композиционных материалов на основе эпоксидных связующих для ускоре-
ния реакции отверждения применяют подогрев, а для удаления воздушных включений проводят
процесс формования в вакууме или под давлением в пресс-формах. Вакуумформование требует
сложного технологического оборудования. В процессе экспериментальных работ нами использо-
валось прессование в предварительно подогретой пресс-форме. В процессе прессования компо-
зит равномерно распределяется в пресс-форме и затем в течение определенного времени выдер-
живается под давлением. Экспериментально были найдены оптимальные режимы прессования.
Надо было учесть, что при большой температуре подогрева отвердитель в смоле может выгорать
и испаряться, а сильный нагрев металлического наполнителя может довести смолу до возгора-
ния. При высоком давлении прессования пресс-форма воспринимает на себя значительную на-
грузку и быстро изнашивается, а структура металлополимерного материала накапливает внут-
ренние напряжения, что отрицательно сказывается на прочностных свойствах получаемых дета-
лей и изделий. Эксперименты проводили при следующих режимах прессования:
– давление прессования от 3 до 12 МПа;
– температура подогрева от 100 до 140 С;
– время выдержки в пресс-форме под давлением 20 … 30 мин.
Используя метод горячего прессования, можно повысить производительность, так как при нор-
мальных условиях эпоксидные смолы начинают набирать прочность после 2-х часов, а готовое изде-
лие можно вынимать из опалубки через двое суток. Используя прессование детали в заранее подог-
ретой пресс-форме, мы получаем готовое изделие через 30 минут.
Получив образцы металлополимерных материалов при различных давлениях прессования,
мы провели их испытание на прочность. Результаты эксперимента представлены на рис. 5.3.1 и
5.3.2 ниже.
Рис. 5.2.3 Гра
н
разлома
металлополи
м
ных матери
а
с наполнителе
м
личных
фракций при
и
бе:
а – крупная фракция
4
800 мкм; б – средняя
2
400 мкм;
в – мелкая 100 … 200
а)
б)
в)
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 38
- 39
- 40
- 41
- 42
- …
- следующая ›
- последняя »
