Вышедшие номера
Исследование ползучести и стеклования эластомеров методом микроиндентирования: эпоксидная смола и нанокомпозиты на ее основе
Нацик В.Д.1,2,3, Фоменко Л.С.1, Лубенец С.В.1
1Физико-технический институт низких температур им. Б.И. Веркина Национальной академии наук Украины, Харьков, Украина
2Харьковский национальный университет им. В.Н. Каразина, Харьков, Украина
3kharkov.ua
Email: natsik@ilt
Поступила в редакцию: 29 октября 2012 г.
Выставление онлайн: 19 апреля 2013 г.

Разработаны экспериментальная процедура и теоретические основы применения метода микроиндентирования как одного из эффективных методов релаксационной спектрометрии твердотельных полимеров. Показано, что измерения температурной зависимости микротвердости полимеров в состоянии высокой эластичности и в области стеклования вместе с регистрацией длительной ползучести под индентором позволяют установить температуру стеклования и значения реологических параметров материала --- нерелаксированного и релаксированного модулей упругости, коэффициентов деформационной вязкости. Такие измерения дают информацию, достаточную для формулировки реологической модели изучаемого материала. Дополнение результатов этих измерений представлениями о термически активированном движении молекулярных сегментов как микроскопическом механизме структурной релаксации в полимерах позволяет получить эмпирические оценки для значений энергии активации и частот колебаний сегментов. Метод реализован в экспериментах по микроиндентированию эпоксидной смолы и ее композитов с добавлением углеродных нанотрубок в температурном интервале 230-300 K. Зарегистрировано стеклование этих полимеров вблизи 260 K, измерены значения нерелаксированного и релаксированного модулей Юнга, выявлены два термически активированных релаксационных процесса, определяющие стеклование, а также кратковременную и длительную ползучесть этих материалов (alpha- и alpha'-процессы). Работа выполнена при частичной финансовой поддержке целевой комплексной программы научных исследований "Наноструктурные системы, материалы, нанотехнологии" НАН Украины (проект N 4/12 Nano).
  1. Дж. Ферри. Вязкоупругие свойства полимеров. ИЛ, М. (1963). 535 с
  2. Т. Алфрей, Е.Ф. Гарни. Динамика вязкоупругого поведения. В кн.: Реология / Под ред. Ф. Эйриха; пер. с англ. под ред. Ю.Н. Работнова и П.А. Ребиндера. ИЛ, М. (1962). С. 459. [Rheology. Theory and Application. V. 1 / Ed. F.R. Eirich. Academic Press Inc., Publishers, N.Y. (1956)]
  3. В.Е. Гуль, В.Н. Кулезнев. Структура и механические свойства полимеров. Высш. шк., М. (1972). 320 с
  4. Г.М. Бартенев, Ю.В. Зеленев. Физика и механика полимеров. Высш. шк., М. (1983). 391 с
  5. Yu-Hsuan Liao, Olivier Marietta-Tondin, Zhiyong Liang, Chuck Zhang, Ben Wang. Mat. Sci. Eng. A 385, 175 (2004)
  6. Shiqiang Deng, Meng Hou, Lin Ye. Polymer Testing 34, 803 (2007)
  7. П.П. Кобеко. Аморфные вещества. Изд-во АН СССР, М.-Л. (1952). 432 с
  8. А.И. Слуцкер, Ю.И. Поликарпов, К.В. Васильева. ФТТ 44, 1529 (2002)
  9. Б.В. Мотт. Испытание на твердость микровдавливанием. Металлургиздат, М. (1960). 338 с
  10. А.С. Поваренных. Твердость минералов. Изд-во АН УССР, Киев. (1963). 304 с
  11. Ю.С. Боярская, Д.З. Грабко, М.С. Кац. Физика процессов микроиндентирования. Штиинца, Кишинев (1986). 294 с
  12. A.C. Fischer-Cripps. Naation. Springer, New York (2011). 302 p
  13. E.H. Lee, J.R.M. Radok. Trans. ASME. J. Appl. Mech. 27, 438 (1960)
  14. I.N. Sneddon. Int. J. Eng. Sci. 3, 47 (1965)
  15. A.C. Fischer-Cripps. Mater. Sci. Eng. A 385, 74 (2004)
  16. Q. Li, M. Zaiser, V. Koutsos. Phys. Status Solidi (a) 201, R89 (2004); Vasileios Koutsos, Qianqian Li, Michael Zaiser, Jane R. Blackford. 13-=SUP=-th-=/SUP=- Int. Conf. on Deformation, Yield and Fracture of Polymers. 2006. P. 451
  17. L.S. Fomenko, S.V. Lubenets, V.D. Natsik, A.I. Prokhvatilov, N.N. Galtsov, Yu.V. Milman, V. Koutsos, Q.Q. Li. J. Mater. Sci. In press (2012)
  18. A.R. Spurr. J. Ultrastruct. Res. 26, 31 (1969)
  19. С.И. Булычев, В.П. Алехин. Испытание материалов непрерывным вдавливанием индентора. Машиностроение, М. (1990). 224 с
  20. Ю.И. Головин. ФТТ 50, 2113 (2008)
  21. B.J. Briscoe, K.S. Sebastian, M.J. Adams. J. Phys. D 27, 1156 (1994)
  22. B.J. Briscoe, I. Fiori, E. Pelillo. J. Phys. D 31, 2395 (1998)
  23. Shuang Yang, Yong-Wei Zhang. J. Appl. Phys. 95, 3656 (2004)
  24. Chien-Kuo Liu, Shanboh Lee, Li-Piin Sung, Tinh Nguyen. J. Appl. Phys. 100, 033 503 (2006)
  25. Y. Zhou, F. Pervin, I. Lewis, Sh. Jeelani. Mater. Sci. Eng. A 452-- 453, 657 (2006)
  26. A.F. Gerk. Philos. Mag. 32, 355 (1975)
  27. H. Takagi, Ming Dao, M. Fujiwara, M. Otsuka. Mater. Trans. 47, 2006 (2006)
  28. А. Новик, Б. Берри. Релаксационные явления в твердых телах / Пер. с англ. под ред. Э.М. Надгорного, Я.М. Сойфера. Атомиздат, М. (1975). 472 с. [A.S. Nowick, B.S. Berry. Anelastic relaxation in crystalline solids. Academic Press, N.Y.--London (1972)]
  29. Ю.Н. Работнов. Механика деформируемого твердого тела. Наука, М. (1988). 712 с.

Подсчитывается количество просмотров абстрактов ("html" на диаграммах) и полных версий статей ("pdf"). Просмотры с одинаковых IP-адресов засчитываются, если происходят с интервалом не менее 2-х часов.

Дата начала обработки статистических данных - 27 января 2016 г.