CC BY
32Перспективные материалы и технологии в аэрокосмической отрасли
100
О — .....i.H *•<■•■ ....... ............ .......... ............. ........- ............I
эаа юо soo вон ?оо воо аоо moo нас
-•- Исходная плен:® Длинз волны, нм -а~пп после испытания №2 ^в™ ПП после испытания №î —ПП после испьггения №3
Коэффициент пропускания ПП до и после испытания
Воздействие плазмы СПД приводит к уносу массы и уменьшению толщины пленки, поэтому при применении покрытий с ПП в составе КА необходимо учитывать данный фактор.
Данные, полученные с помощью имитирующей установки «Булат», соотносятся с данными, полученными при лабораторных испытаниях с реальными СПД с помощью коэффициента ускорения. Использование установки «Булат» является перспективным и в дальнейшем позволит проводить испытания на воздействия плазмы на различные материалы с меньшими затратами. Требуются дальнейшие исследования в данной области.
E. G. Vus, I. V. Evkin, M. M. Polevshchikov, S. G. Antonov JSC «Academician M. F. Reshetnev «Information Satellite Systems», Russia, Zheleznogorsk
USAGE OF THE POLYIMIDE FILM IN THE EXTREME CONDITIONS OF OPERATION
Some types of polyimide films (PF) and their basic thermoradiating characteristics are shown. The results of the laboratory researches of PF in extreme conditions of operation: at short-term heating to 400 °С and at influence of plasma of the stationary plasma engine (SPE).
© Вус Е. Г., Евкин И. В., Полевщиков М. М., Антонов С. Г., 2010
УДК 621.763
Ю. И. Гордеев, А. К. Абкарян, О. В. Ковалевская Сибирский федеральный университет, Россия, Красноярск
ПЕРСПЕКТИВНЫЕ КОМПОЗИЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ НА ОСНОВЕ СВЕРХВЫСОКОМОЛЕКУЛЯРНОГО ПОЛИЭТИЛЕНА, МАТРИЧНОНАПОЛНЕННЫЕ СВЕРХТОНКИМИ ПОРОШКАМИ ОКСИДА АЛЮМИНИЯ
Представлены результаты расчетных и экспериментальных исследований формирования микроструктуры и свойств сверхвысокомолекулярного полиэтилена (СВМПЭ), модифицированного добавками керамических материалов оксида алюминия (А12О3у).
Проектирование изделий на основе новейших материалов, в том числе на полимерной основе и композиционной, является одним из важнейших условий улучшения эксплуатационных и экономических показателей современной техники.
В настоящее время разработаны такие полимерные композиционные материалы, которые по своим физико-механическим характеристикам не уступают алюминиевым и титановым сплавам, а их применение позволяет снизить вес изделия, что является актуальным в аэрокосмической отрасли, судостроении, машиностроение и т. д.
В качестве полимерной матрицы предлагается использовать сверхвысокомолекулярный полиэтилен (СВМПЭ). Уникальные свойства этого материала, хорошая обрабатываемость и разнообразие вариантов применения позволяют широко использовать его для производства различных деталей в узлах трения и абразивного воздействия.
В настоящей работе представлены результаты исследований материалов на основе сверхвысокомоле-
кулярный полиэтилен, полиэтилена с молекулярной массой в области 9,2-106-10,5-106 г/моль.
Целью работы является определение закономерностей компактирования материалов на основе СВМПЭ, модифицированного оксидом алюминия.
В процессе работы решались следующие задачи: изучение морфологии исходных порошков; влияние различных факторов технологического процесса на формирование структуры компактов и конечные свойства получаемых материалов.
Методами оптической микроскопии и растровой электронной микроскопии (ШОЬ ^М-7001Р-Япония), рентгеноструктурного анализа (дифрактометр Бгцкег8 А^апсе-Германия), дилатометрии, твердости по Бри-неллю (портативный тестер ТН160-Китай) исследовано влияние различных технологических факторов на конечные свойства изделия из СВМПЭ, модифицированного оксидом алюминия.
На первом этапе исследований изучались особенности формирования структуры компактов, полученных из компонентов композита под воздействием
Решетневские чтения
давления и температур, определение областей, соответствующих существенным изменениям в структуре материала, формирования межчастичных (межзерен-ных) границ, при которых начинаются интенсивные процессы массопереноса, появления границ между зернами, частицами порошка и их агломератами.
На втором этапе исследований изучались возмож -ности получения композиционных материалов на основе СВМПЭ, модифицированных порошками оксида алюминия (микронных размеров - до 7 мкм и субмикронных - до 0,01 мкм).
Для определения оптимального соотношения СВМПЭ и оксида алюминия в композите были изучены образцы с различным содержанием масс:
20 % СВМПЭ - 80 % АЬОз;
50 % СВМПЭ - 50 % АЬОз; 70 % СВМПЭ - 30 % АЬОз.
Образцы изготовлены при давлении 200 кг/см2 и температуре 200 °С на гидравлическом вертикальном прессе. Цилиндрическая матрица с квадратным окном 20^20 мм окружена слюдяным нагревательным элементом, управляемым температурным контроллером с обратной связью через полупроводниковый датчик температуры.
Зависимость относительной плотности прессовок СВМПЭ, модифицированных оксидом алюминия от времени выдержки, приведена на рис. 1. Можно предположить, что 30 мин времени выдержки под давлением 200 кг/см2 при одновременном нагреве до 200 °С являются достаточными для получения требуемой плотности компакта для образцов с содержанием масс 70 % СВМПЭ - 30 % АЬОз. Микроструктура образца 70 % СВМПЭ - 30 % АЬОз представлена на рис. 2.
Данные, полученные в ходе исследований, свидетельствуют о необходимости применения при изготовлении изделий циклического температурно-сило-вого воздействия (нагружения), ступенчатого поэтапного температурно-временного режима нагрева и постепенного плавного охлаждения после формования для предотвращения образования остаточных температурных напряжений (деформаций), микротрещин.
Рис. 1. Зависимость относительной плотности прессовок СВМПЭ, модифицированных оксидом алюминия от времени выдержки
Применение СВМПЭ может стать основой для создания новых композиционных материалов на полимерной основе с армирующими элементами раз -личного назначения и химического состава: волокон Вискерса, включений в виде частиц, например, кера -мики, в том числе наноструктурированных фрагментов в виде отдельных элементов или направленных структур.
ТМ-1000 0776
х200
ТМ-1000 0777
х1000
а б
Рис. 2. Микроструктура образца 70 % СВМПЭ - 30 % Al2O3
Y. I. Gordeev, А. К. Abkaryan, G. М. Zeer, Е. G. Zelenkova, O. V. Kovalevskaya Siberian Federal University, Russia, Krasnoyarsk
PROSPECTIVE COMPOSITE MATERIALS BASED ON ULTRA HIGH MOLECULAR WEIGHT POLYETHYLENE (UHMWPE) MODIFIED BY ULTRAFINE POWDERS OF ALUMINUM OXIDE
The results of the calculated and experimental investigations on the formed microstructure and properties of the ultra high molecular weight polyethylene (uhmwpe) modified by particles of ceramics А12О3 additions are represented.
© Гордеев Ю. И., Абкарян А. К., Ковалевская О. В., 2010
