CC BY
170
_МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «ИННОВАЦИОННАЯ НАУКА» №12/2017 ISSN 2410-6070_
3. Тагер, А.А. Физико-химия полимеров / А.А. Тагер. - М. : Научный мир, 2007. - 573 с.
4. Кулезнев, В.Н. Химия и физика полимеров / В.Н. Кулезнев, В.А. Шершнев. - М. : Колос, 2007. - 367 с.
5. Шевченко, В.Г. Основы физики полимерных композиционных материалов : учеб. пособие / В.Г. Шевченко. - М. : Изд-во Московского государственного университета имени М.В.Ломоносова, 2010. - 98 с.
6. Полимерные композиционные материалы: структура, свойства, технология : учебное пособие вузов / М.Л. Кербер, В.М. Виноградов, Г.С. Головкин [и др.] ; под ред. А.А. Берлина. - СПб. : Профессия, 2008. - 560 с.
7. Pat. 6388043 US, C 08 G 018/48. Shape memory polymers / R.S. Lager, A. Lendlein. - Publ. 15.05.2002.
© Шаймухаметова Л.Ф.,2017
УДК 621.775.8
Шакиров А.А.
Студент группы КТО-148М, УГАТУ г. Уфа, Российская Федерация E - mail: [email protected]
КЛАССИФИКАЦИЯ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ
Аннотация
В данной статье рассмотрена классификация композиционных материалов, их отличие между собой и практическое применение.
Ключевые слова
Композиционный материал, классификация, дисперсно-упрочненные, волокнистые, слоистые, применение.
Традиционно применяемые металлические и неметаллические материалы в значительной мере достигли своего предела конструктивной прочности. Развитие современной техники требует создания материалов, которые могут надежно работать в сложных комбинациях силовых и температурных полей, при воздействии на них агрессивных сред, разного рода излучений и высокого давления. Обычно требования, которые предъявляются к материалам несут в себе противоречивый характер. Удовлетворить этим требованиям можно путем использования композиционных материалов [1, 3, 4].
Композиционным материалом называют объемно-гетерогенную систему, которая состоит из сильно различающихся по свойствам, взаимно нерастворимых компонентов, строение которой позволяет использовать достоинства каждого из них.
Композиты состоят из пластичного матричного материала-основы и более твердых прочных компонентов, которые являются наполнителями. Свойства компонентов зависят от свойств матрицы-основы, наполнителей и прочности связи между ними.
Матрица связывает композицию в монолит и придает ей форму. Также основной функцией матрицы является передача внешних нагрузок арматуре из наполнителей. В зависимости от материала основы различают композиты с металлической матрицей, или металлические композиционные материалы (МКМ), с полимерной - полимерные композиционные материалы (ПКМ) и с керамической - керамические композиционные материалы (ККМ) [1, 5].
Наполнители участвуют в упрочнении композитов. Их также иногда называют упрочнителями. Они имеют очень высокие механические свойства. А именно, прочность, твердость и модуль упругости. По типу упрочняющих наполнителей композиционные материалы разделяют на дисперсно-упрочненные, волокнистые и слоистые. Их схемы представлены на рисунке 1:
а 6 в
Рисунок 1 - Схемы строения композитов: а - дисперсно-упрочненных; б - волокнистых; в - слоистых
В дисперсно-упрочненные композиты искусственно вводят мелкие равномерно распределенные тугоплавкие частицы карбидов, оксидов и др., которые не взаимодействуют с матрицей и не растворяются в ней вплоть до температуры плавления фаз. Чем меньше частицы упрочнителя и их межмолекулярное расстояние, тем прочнее композиционный материал. В отличие от волокнистых в дисперсно-упрочненных композитах основным несущим элементом является матрица. Упрочнение материала за счет дисперсных частиц наполнителя обеспечивается путем сопротивления движению дислокаций при нагружении, что затрудняет пластическую деформацию. Эффективное сопротивление движению дислокаций создается до температуры плавления матрицы, из-за этого дисперсно-упрочненные композиты отличаются высокой жаропрочностью и сопротивлением ползучести [2, 4, 5].
Прочность и жесткость таких материалов определяется свойствами армирующих волокон, воспринимающих основную нагрузку. Армирование дает больший прирост прочности, но дисперсное упрочнение технологически легче осуществимо.
Помимо высокой прочности и жесткости основными требованиями, предъявляемыми к волокнам для композитов, является хорошее смачивание материала волокна расплавленной матрицей в процессе его изготовления. Важными условиями являются слабое взаимодействие волокна с материалом матрицы и его высокая окислительная стойкость.
Слоистые композиционные материалы набираются из чередующихся слоев наполнителя и матричного материала. Слои наполнителя в таких композитах могут иметь различную ориентацию. Возможно поочередное использование слоев упрочнителя из различных материалов с разными механическими свойствами. Материалами основы композитов со слоистым строением являются пластмасса, металл или керамика. В качестве наполнителей применяют полимерные волокна, ленты из тканей и др. Хорошо известные ламинаты, изготовленные из смол, армированные полимерными волокнами или стеклотканью. Их широко применяют в строительстве, машиностроении, мебельной промышленности, спортивном снаряжении, домашнем хозяйстве.
Встречаются композиты, в которых слоистым связующим веществом являются алюминиевые, медные, титановые, никелевые листы и фольга, а слоями, определяющими специальные свойства и применение, -керамика или другие металлы.
Слоистые керамические композиты используют в экстремальных условиях. Компонентами этого типа композитов чаще всего являются керамика, углерод и металлы, например, корунд, пиролитический графит, карбиды, оксиды, нитриды в композиции с алюминием, медью, титаном, никелем, кобальтом, танталом и железом. Такие материалы чаще всего применяются в космических аппаратах для изготовления теплоизоляционных силикатных плиток из корунда, углеродных карборундовых ламинатов.
Таким образом, виды композиционных материалов различаются по своим свойствам и строению. Каждый из них в классификации имеет свое особое и значительное место. Их применение в промышленности обеспечивает наиболее высокие эксплуатационные, теплофизические, механические, технологические свойства выпускаемой продукции.
Список использованной литературы: 1. Материаловедение: учебник для студ. учреждений сред. проф. образования / Ю.П. Солнцев, С.А. Вологжанина, А.Ф. Иголкин. - 11-е изд., стер. - М.: Издательский центр «Академия», 2016. - 496 с.
_МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «ИННОВАЦИОННАЯ НАУКА» №12/2017 ISSN 2410-6070_
2. Producing multilayer composites based on metal-carbon by vacuum ion-plasma method Shekhtman S.R., Sukhova N.A. Journal of Physics: Conference Series. 2016. Т. 729. № 1. С. 012010.
3. Synthesis of multilayer vacuum ion-plasma coatings ti-tin during the surface modification Shekhtman S.R., Sukhova N.A. Materials Science Forum. 2016. Т. 870. С. 113-117.
4. Assessment of quality of innovative technologies. Ismagilova L.A., Sukhova N.A. International Journal for Quality Research. 2016. Т. 10. № 4. С. 707-718
5. Каблов Е.Н. Стратегические направления развития материалов и технологий их переработки на период до 2030 года / В сб. Авиационные материалы и технологии: Юбилейный науч.-технич. сб. (приложение к журналу «Авиационные материалы и технологии»). М.: ВИАМ. 2012. С. 1-7.
© Шакиров А.А., 2017
СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫЕ НАУКИ
УДК 632.08
Даниловских М.Г.,
к.с.х.н, доцент НовГУ, г. Великий Новгород, РФ Е-mail: Mikhail. Danilovskikh@novsu. ru
Винник Л. И., к.с.х.н, доцент НовГУ, РФ г. Великий Новгород E-mail: [email protected]
ОБРАБОТКА С БПЛА ПОСЕВОВ ВЕГЕТИРУЮЩИХ РАСТЕНИЙ
Аннотация
В статье рассматривается эффективность применения беспилотного летательного аппарата модели «DJI Phantom 4» для лазерной обработки вегетирующих посевов моркови сорта Анастасия F1, как одна из основных овощных культур, районированных в Северо-Западном регионе. Данная обработка способствует стимулированию развития растений на начальных этапах вегетации и как следствие в более поздних этапах роста, а также улучшению основных показателей роста и развития растений, повышения их устойчивости к некоторым болезням и урожайности. Вместе с тем такая обработка дает значительное повышение сохранности корнеплодов без дополнительных капиталовложений в овощехранилище.
Ключевые слова
Беспилотный летательный аппарат БПЛА, лазерная обработка вегетирующих растений, двухкоординатное сканирующее лазерное устройство, полупроводниковый лазер.
Актуальность
Традиционные химические технологии получения сельскохозяйственной продукции экологически не безопасны. Сейчас в РФ и странах ЕС проводятся реформы, направленные на ограничение использования химических средств в первую очередь фунгицидов и гербицидов, при возделывании сельскохозяйственных культур. Как правило, они приводят к снижению плодородия почв, накоплению в них остаточных продуктов вредных для растений и ухудшению экологического состояния окружающей среды. В связи с этим большинство разрабатываемых технологий направлено на минимизацию или полное исключение химических средств защиты.
Перспективной альтернативой химическим методам является разработка и внедрение лазерных технологий, включающих как предпосевную обработку семян, так и обработку во время вегетации растений как зерновых, технических, так и овощных культур для их обеззараживания, стимуляции роста и развития растений при их обработке на полях с целью устойчивости к ряду болезней в процессе вегетации [1-5]. Приемы лазерной агротехники используются в комплексе с другими традиционными агротехническими мероприятиями и с минимальными затратами вписываются в существующий порядок сельскохозяйственных работ.
Среди лазерных технологий большое распространение получила предпосевная обработка семян сельскохозяйственных растений. По многолетним данным ряда исследователей, эта обработка увеличивала урожайность ячменя на10-15% [6], ржи и пшеницы на 17-27% [7], кукурузы на 10-15%, сахарной свеклы до 30% [8].
Особый интерес представляют способы лазерной стимуляции растений непосредственно в процессе их вегетации. Такой технологический прием приводит к ускорению роста и развития растений, повышению урожайности сельхозкультур, а также профилактики болезней растений при вегетации (при этом сроки созревания наступают раньше на 5-10 дней), повышению сохранности урожая без дополнительных капиталовложений в овощехранилище.
