CC BY
59
Литература
1. Сидоров Н.В., Волк Т.Р., Маврин Б.Н., Калинников В.Т. Ниобат лития: дефекты, фоторефракция, колебательный спектр, поляритоны. М.: Наука, 2003. 256 с.
2. Сидоров Н.В., Сюй А.В., Палатников М.Н., Калинников В.Т. Трехслойная спекл-структура в фоторефрактивном монокристалле ниобата лития / // ДАН. 2011. Т. 437. №3. С. 352-355
3. Сидоров Н.В., Мануковская Д.В., Палатников М.Н. Фрактальный анализ картин фотоиндуцированного рассеяния света в стехиометрических кристаллах LiNbOs. Опт. спектр. 2015. Т. 118. № 6. С. 108-117. DOI: 10.7868/S0030403415060197
4. Мануковская Д.В., Сидоров Н.В., Палатников М.Н., Сюй А.В. Применение фрактального анализа для исследования картин фотоиндуцированного рассеяния света в кристаллах ниобата лития. Прикладная Физика. 2015. №1. С. 14-17
5. Палатников М.Н. Автореф. докт. дис. Апатиты, 2011. 487 с.;
6. Сидоров Н.В., Антонычева Е.А., Сюй А.В., Палатников М.Н. Фоторефрактивные свойства монокристаллов ниобата лития стехиометрического состава. Кристаллография. 2010. Т. 55. № 6. С. 1079-1084.
Сведения об авторе
Мануковская Диана Владимировна,
м.н.с., ИХТРЭМС КНЦ РАН, e-mail: deenka@yandex.ru
УДК 539.422.5
И. Г. Матвеева, М. П. Лебедев
ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЧНОСТНЫХ СВОЙСТВ ТЕКСТОЛИТА, АРМИРОВАННОГО ТКАНЯМИ С РАЗЛИЧНЫМ ТИПОМ ПЕРЕПЛЕТЕНИЯ
Аннотация
Изготовлены образцы базальто- и стеклотекстолита, полученные методом инфузии, путем последовательной укладки армирующего материала на форму. Определены физико-механические свойства образцов. Текстолит на основе базальтовой ткани имеет предел прочности при растяжении стр=503,05 ±15 МПа, при изгибе Сти=23,95±10 Н/мм2 Для стеклотекстолита стр = 488,15±15 Мпа, сти=21,48±15 Н/мм2.
Ключевые слова:
композиционные материалы, текстолит, армирующие ткани, прочность.
I. G. Matveeva, M. P. Lebedev
INVESTIGATION OF STRENGTH PROPERTIES OF TEXSTOLITE TIRED BY TISSUES WITH VARIOUS TYPE OF TEXTURE
Abstract
Samples of basalt and glass textolite obtained by infusion were fabricated by sequentially laying reinforcing material on the form. The physico-mechanical properties of the samples were determined. Textolite based on basalt fabric has a ultimate tensile strength at = 503,05 ±15 MPa, ultimate bending strength сть=23,95±10 H/mm2. For glass-textolite CTt = 488,15±15 MPa, сть=21,48±15 H/mm2.
Keywords:
composite materials, textolite, reinforcing fabrics, strength.
В последнее время в промышленности существует большой интерес к композитам - искусственно созданным многокомпонентным материалам, которые состоят из пластичной полимерной основы (матрицы) и армирующего наполнителя.
Многие композиты на основе волокон значительно превосходят традиционные материалы и сплавы по своим механическим и физико-химическим свойствам. Они обладают коррозионной стойкостью, химической инертностью, низким коэффициентом теплопроводности, высокими удельными механическими характеристиками, малым удельным весом. Изделия и конструкции на основе композиционных материалов долговечны, использование композитов позволяет уменьшить массу конструкции и сократить расходы на установку и монтаж [1].
Армирование композиционных материалов, как правило, используется для улучшения механических свойств с неразбавленной системой смолы. Наиболее распространенно подкрепление волокна смолой у стекловолокна. Существуют и другие типы волокон для армирования, такие как углеродное волокно, другие пластиковые волокна и в последнее время базальтовые волокна.
Ткани являются важным конструкционным армирующим материалом многих композиционных материалов и определяют их прочностные свойства, устойчивость к деформациям. Свойства тканей зависят от химической природы материала, из которого сделана ткань, и его строения и строения ткани. Основными показателями ткани являются: структура пряжи или нитей, вид переплетения, плотность, прочность, растяжимость [2].
Ткань образуется взаимным переплетением продольных - основных и поперечных - уточных нитей. Наиболее распространенными видами переплетения технических тканей являются: полотняное, саржевое и атласное.
В настоящей работе были использованы два виде переплетения: полотняное и саржевое.
Ниже представлен состав рецептуры полимерной матрицы.
- эпоксидная смола ЭД-22, ГОСТ 10587-84;
- отвердитель Изо-МТГФА, ТУ 2418-399-05842324-2004 производства ОАО "Стерлитамакский нефтехимический завод";
- ускоритель реакции полимеризации Агидол 53, ТУ 2495-449-05742686-2003, производства ОАО "Стерлитамакский нефтехимический завод". Состав рецептуры эпоксиангидридного связующего ЭДДИ представлен в таб. 1.1.
Таблица 1.1 - Состав рецептуры эпоксиангидридного связующего ЭДДИ
Наименования компонентов Количество, % масс.
Эпоксидиановая смола ЭД-22 56,7
Отвердитель изо-МТГФА 42,5
Ускоритель Агидол 53 0,08
Для исследования влияния различных типов наполнителей были изготовлены образцы базальто- и стеклотекстолита, полученные методом инфузии, путем последовательной укладки армирующего материала на форму, пропиткой трёхкомпонентным эпоксидным связующим, состоящим из ЭД-22, Изо-МТГФА, Агидол 53, и отверждением при температуре 120±2С, в течении 4 часов.
1. Лист базальтотекстолита толщиной 5 мм, состоит из 18 слоев базальтовой ткани БТ-11/1П. Плетение саржа 5/3. Наложение слоев - 45° относительно последующего слоя.
2. Лист стеклотекстолита 5 мм, состоящий из стеклоткани Ортекс 560 - 13 слоев. Плетение полотняное. Наложение слоев - 45° относительно последующего слоя.
Для определения физико-механических свойств базальто- и стекло текстолита, полученные образцы были подвержены серии испытаний на растяжение и изгиб с применением разрывной машины «Zwick Roel Z600», тип BPC-F0600TN.R09, серийный номер:160088-2008 (ГОСТ 12004-81) на базе ЦКП ИФТПС им. В.П. Ларионова СО РАН.
Растяжение полученных образцов осуществлялось в соответствии с ГОСТ 32656-2014 «Композиты полимерные. Методы испытаний. Испытания на растяжение» [3]. Полученные результаты испытаний методом растяжения образцов базальто и стеклотекстолита представлены на рис.1.
Предел прочности при растяжении, МПа
505 500 495 490 485 480
503,05
488,15
Базапыопластик
Стеклопластик
Рис. 1 Экспериментальные значения предела прочности при растяжении образцов базальтотекстолита и стеклотекстолита
Испытание на изгиб проводилось по методике ГОСТ 25.604-82 «Расчеты и испытания на прочность. Методы механических испытаний композиционных материалов с полимерной матрицей (композитов). Метод испытания на изгиб при нормальной, повышенной и пониженной температурах» [4]. Полученные результаты испытаний методом трехточечного изгиба образцов базальтотекстолита и стеклотекстолита представлены на рис. 2.
Полученные результаты свидетельствуют, что экспериментальные образцы текстолита, полученные методом инфузии, на основе базальтовой ткани обладают более высокими прочностными свойствами, в частности образцы базальтотектолита имеют значения предела прочности при растяжении сР = 503,05 ±15 МПа, образцы стеклотекстолита имеют сР = 488,15 ±15 МПа.
Предел прочности при изгибе, Н/мм2
23,95
21,48
Базальтопластик Стеклопластик
Рис. 2 Экспериментальные значения предела прочности при изгибе образцов базальтотекстолита и стеклотекстолита
Результаты исследования полученных образцов базальто и стеклотекстолита при изгибе, показывают схожие значения предела прочности, а именно текстолит на основе базальтовой ткани имеет си=23,95±10 Н/мм2, а текстолит на основе стеклоткани имеет си=21,48±15 Н/мм2 соответственно. Разрушение образцов базальто и стеклотекстолита носило ярко выраженный хрупкий характер разрушения, обусловленный волокнистой структурой полученных экспериментальных образцов.
Литература
1. Справочник по композиционным материалам / Под. Ред. Геллера Б.Э. М.: Машиностроение. 1988. 351с.
2. Васильев, В.В. Композиционные материалы: справочник / В.В. Васильев и др.; под общ. ред. В.В. Васильева, Ю.М. Тарнопольского. - М.: Машиностроение, 1990. - 510 с.
3. ГОСТ 32656-2014. Композиты полимерные. Методы испытаний. Испытания на растяжение. — Введ. 2015-09-01.— М.: Стандартинформ, 2014.— 40 с.
4. ГОСТ 25.604-82. Расчеты и испытания на прочность. Методы механических испытаний композиционных материалов с полимерной матрицей (композитов). Метод испытания на изгиб при нормальной, повышенной и пониженной температурах. — Введ. 1984-01-01.— М.: Стандартинформ, 2005.— 7 с.
Сведения об авторах Матвеева Ирина Григорьевна,
Аспирант, Института физико-технических проблем Севера им. В.П.Ларионова СО РАН. Россия, 677891, г. Якутск, ул. Октябрьская, 1. Эл. почта: mirkin1611@gmail.com
Лебедев Михаил Петрович,
чл.-кор. РАН, д.т.н., председатель ЯНЦ СО РАН, директор Института физико-технических проблем Севера им. В.П.Ларионова СО РАН. Россия, 677891, г. Якутск, ул. Октябрьская, 1.
