Том 7 № 3 2015

Композиты и наноструктуры Composites and Nanostructures

СОДЕРЖАНИЕ

А.Л.Небера, А.В.Лизунов, А.А.Семенов

ТАНТАЛОВЫЕ ПОРОШКИ С НАНОКРИСТАЛЛИЧЕСКОЙ СТРУКТУРОЙ: ПОЛУЧЕНИЕ, СВОЙСТВА, ПЕРСПЕКТИВЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ............................................................................................................................................................... 121

Методами просвечивающей и сканирующей электронной микроскопии исследованы нанокристаллические порошки тантала с различной удельной поверхностью, полученные по технологии АО «ВНИИНМ». Порошки состоят из частиц величиной от 1 до 100 мкм, имеющих пористую структуру, сформированную кристаллитами. Размер кристаллитов составляет от 10 до 100 нм. Из первичных нанокристаллических порошков тантала, изменяя режимы агломерации и деоксидирования, получили порошки конденсаторного класса с удельной емкостью от 10 тыс. до 150 тыс. мкКл/г. Т аким образом, нанокристаллические порошки тантала, изготовленные по технологии АО «ВНИИНМ», являются универсальными для получения высокоемких конденсаторных порошков всех классов (с. 121-126; ил. 8).

С.А.Фирстов, В.Ф.Горбань, Н.А.Крапивка, Э.П.Печковский, М.В.Карпец

ВЛИЯНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК ЛИТЫХ МНОГОКОМПОНЕНТНЫХ ЭКВИАТОМНЫХ ДВУХФАЗНЫХ СПЛАВОВ НА КОЛИЧЕСТВЕННОЕ СООТНОШЕНИЕ СОДЕРЖАЩИХСЯ В НИХ ПОЛИКОМПОНЕНТНОЙ ФАЗЫ ЛАВЕСА С14 И ОЦК-ТВЕРДОГО РАСТВОРА ЗАМЕЩЕНИЯ..................... 127

На шести литых пяти- и шестикомпонентных эквиатомного состава двухфазных сплавах, содержащих твердый раствор замещения с ОЦК кристаллической решеткой (ОЦК-фаза) и поликомпонентную фазу Лавеса С14 типа Мд^п (С14-фаза), изучена связь экспериментально определенного количественного соотношения этих двух фаз с расчетными значениями пяти характеристик сплавов.

Сплавы включают элементы И, 2г, V, N6, Та, Мо, Ее, Сг, А1; из их числа четыре элемента Т1-2г-У-ЫЬ составили базовую основу изученных сплавов, в которые поочередно вводились остальные элементы. Использованы следующие характеристики сплавов: свойства индивидуальных элементов в химическом шихтовом составе; электронная концентрация Сзй; атомный радиус (отношение среднего «большого» К1 и «малого» К2 радиусов элементов сплава К1/К2); усредненная энтальпия смешения элементов в сплаве ДНш1х; суммарная энтальпия смешения элементов во всех двухкомпонентных С14-интерметаллидах в сплаве 2ДНш1х; относительное количество двухкомпонентных С14-интерметаллидов, содержащихся в сплаве.

Показано, что каждая из этих характеристик может быть использована индивидуально для определения количества С14-фазы в изученных сплавах, однако в разной степени приближения к экспериментальному значению. Наиболее однозначная связь наблюдается для такой характеристики сплава, как относительное количество двухкомпонентных С14-интерметаллидов в сплаве.

Регулировать соотношение количества С14-фазы в пределах 10-85 масс. % в двухфазных сплавах данного типа можно как путем введения в базовый состав дополнительных элементов, способствующих формированию двухкомпонентных С14-интерметаллидов, так и элементов, способствующих формированию ОЦК-твердого раствора замещения.

На основании установленных закономерностей поведения изученных характеристик сплавов данного типа в зависимости от их химического шихтового состава, а также полученных в работе конкретных результатов о связях между экспериментально полученными и расчет -ными параметрами сплавов, представляется возможным прогнозировать количественное соотношение С14- и ОЦК-фаз в сплавах аналогичного состава, а также конструировать новые составы (с. 127-144; ил. 5).

А.А.Склезнев, А.Ф.Разин

БЕТОННЫЕ КОНСТРУКЦИИ С СЕТЧАТОЙ КОМПОЗИТНОЙ АРМАТУРОЙ....................................................................................... 145

В статье обсуждается армирование бетонных элементов конструкций композитными материалами. Рассматривается внешнее усиление бетонных колонн, замена стальной арматуры на композитную и армирование бетона сетчатыми композитными структурами. Представлены результаты экспериментального исследования бетонной колонны, армированной композитной сетчатой структурой. Несущая способность и жёсткость такой колонны сопоставляются с характеристиками аналогичных бетонной и железобетонной колонн (с. 145-150; ил. 4).

Азаров А.В.

КОНТИНУАЛЬНАЯ МОДЕЛЬ КОМПОЗИТНЫХ СЕТЧАТЫХ ОБОЛОЧЕК, ОБРАЗОВАННЫХ СИСТЕМОЙ СПИРАЛЬНЫХ РЕБЕР.................................. 151

Статья посвящена анализу композитных сетчатых оболочек, образованных системами спиральных ребер. Рассмотрено деформирование ячейки сетчатой оболочки, состоящей из спиральных ребер, при растяжении и сдвиге и определены коэффициенты жесткости сетчатой структуры, которые могут быть использованы при расчете сетчатых оболочек на основе континуальной модели. Проведено сравнение полученных результатов с результатами конечно-элементного анализа и эксперимента. Обсуждаются возможные практические приложения композитных сетчатых конструкций, состоящих из композитных спиральных ребер (с. 151-161; ил. 7).

И.С.Деев, Г.Ф.Железина

ФРАКТОГРАФИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ СЛОИСТОГО МЕТАЛЛОПОЛИМЕРНОГО КОМПОЗИТА АЛОР ПОСЛЕ ИСПЫТАНИЙ НА ТРЕЩИНОСТОЙКОСТЬ......... 162

Проведен фрактографический анализ слоистого металлополимерного композита алор на основе однонаправленной ленты из волокон СВМ и эпоксидно-каучукового плёночного клея ВК-41 после испытаний на трещиностойкость по моде I (в условиях отрыва) и моде II (в условиях сдвига). Показано влияние предварительной деформации на растяжение отверждённого композита на фрактографические особенности межслойного разрушения при испытаниях на трещиностойкость. Обнаружено, что с увеличением степени предварительного пластического деформирования изменяется характер поверхности разрушения композита алор и повышается его трещиностойкость на отрыв и сдвиг в 1,5 раза. Полученные данные показали, что предварительная пластическая деформация (до 0,5 - 1,0%) отверждённого металлополимерного композита алор может служить эффективным способом повышения его трещиностойкости (с. 162-176; ил. 8).

Р.М.Якушев, С.Н.Лысенко, С.Ю.Иваненко, Д.Э.Якушева

ПОЛУЧЕНИЕ КОМПОЗИЦИОННОГО ЭЛАСТОМЕРА С ХИМИЧЕСКИ СВЯЗАННЫМ НАНОНАПОЛНИТЕЛЕМ.............................. 177

Получен композиционный материал, содержащий наночастицы диоксида кремния, химически связанные с полимерной матрицей. На первой стадии процесса в апротонных растворителях получена дисперсия наночастиц, стабилизированных олигомером полипропиленоксида (ППО) с малеинимидной группой на свободном конце молекулы стабилизатора. Затем дисперсионная среда заменялась на бис-аминофункциональный олигомер ППО, при этом происходило присоединение по Михаэлю аминных групп олигомера к малеинимидным группам стабилизатора, и свободными концевыми группами становились аминогруппы. Полученная дисперсия отверждалась бис-эпоксифункциональным олигомером ППО с образованием эластичного полимерного материала, в котором наночастицы служили узлами сшивки эластомера (с. 177-182; ил. 4).

Крючков В.А., Крючков М. В., Выморков Н.В., Портнова Я. М., Плясункова Л. А., Бушанский Н. В., Бушанский С. Н.

НАНОМОДИФИЦИРОВАНИЕ УГЛЕПЛАСТИКОВ ГРАНУЛИРОВАННЫМИ МНОГОСЛОЙНЫМИ УГЛЕРОДНЫМИ НАНОТОРУБКАМИ 183

Приведены результаты исследований по применению гранул многослойных углеродных нанотрубок (МУНТ) в эпоксидном связующем для получения полимерных композиционных материалов с повышенными механическими свойствами. В качестве модельного материала был выбран композитный материал со схемой армирования углеродного волокна, моделирующий обшивку ракеты «Протон». Показано, что применение эпоксидного связующего, наномодифицированного гранулированными многослойными углеродными нанотрубками, позволяет повысить на 30-40 % механические характеристики композиционного материала и снизить разброс характеристик прочности до 0,5 % (с. 183-190; ил. 3).