Издателям
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).
  • Дж. Ферри. Вязкоупругие свойства полимеров. ИЛ, М. (1963). 535 с
  • 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)]
  • В.Е. Гуль, В.Н. Кулезнев. Структура и механические свойства полимеров. Высш. шк., М. (1972). 320 с
  • Г.М. Бартенев, Ю.В. Зеленев. Физика и механика полимеров. Высш. шк., М. (1983). 391 с
  • Yu-Hsuan Liao, Olivier Marietta-Tondin, Zhiyong Liang, Chuck Zhang, Ben Wang. Mat. Sci. Eng. A 385, 175 (2004)
  • Shiqiang Deng, Meng Hou, Lin Ye. Polymer Testing 34, 803 (2007)
  • П.П. Кобеко. Аморфные вещества. Изд-во АН СССР, М.-Л. (1952). 432 с
  • А.И. Слуцкер, Ю.И. Поликарпов, К.В. Васильева. ФТТ 44, 1529 (2002)
  • Б.В. Мотт. Испытание на твердость микровдавливанием. Металлургиздат, М. (1960). 338 с
  • А.С. Поваренных. Твердость минералов. Изд-во АН УССР, Киев. (1963). 304 с
  • Ю.С. Боярская, Д.З. Грабко, М.С. Кац. Физика процессов микроиндентирования. Штиинца, Кишинев (1986). 294 с
  • A.C. Fischer-Cripps. Naation. Springer, New York (2011). 302 p
  • E.H. Lee, J.R.M. Radok. Trans. ASME. J. Appl. Mech. 27, 438 (1960)
  • I.N. Sneddon. Int. J. Eng. Sci. 3, 47 (1965)
  • A.C. Fischer-Cripps. Mater. Sci. Eng. A 385, 74 (2004)
  • 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
  • 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)
  • A.R. Spurr. J. Ultrastruct. Res. 26, 31 (1969)
  • С.И. Булычев, В.П. Алехин. Испытание материалов непрерывным вдавливанием индентора. Машиностроение, М. (1990). 224 с
  • Ю.И. Головин. ФТТ 50, 2113 (2008)
  • B.J. Briscoe, K.S. Sebastian, M.J. Adams. J. Phys. D 27, 1156 (1994)
  • B.J. Briscoe, I. Fiori, E. Pelillo. J. Phys. D 31, 2395 (1998)
  • Shuang Yang, Yong-Wei Zhang. J. Appl. Phys. 95, 3656 (2004)
  • Chien-Kuo Liu, Shanboh Lee, Li-Piin Sung, Tinh Nguyen. J. Appl. Phys. 100, 033 503 (2006)
  • Y. Zhou, F. Pervin, I. Lewis, Sh. Jeelani. Mater. Sci. Eng. A 452-- 453, 657 (2006)
  • A.F. Gerk. Philos. Mag. 32, 355 (1975)
  • H. Takagi, Ming Dao, M. Fujiwara, M. Otsuka. Mater. Trans. 47, 2006 (2006)
  • 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)]
  • 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.