Влияние времени и условий хранения на технологические свойства эпоксидного связующего т-6815
О.В. Овдак1,аспирант, О.А. Караева2, А.М. Кудрин2
1 Кафедра физики твёрдого тела
2 Нвл «Композиционные материалы»
Задача разработки рецептур и технологий получения связующих с максимальной температурой эксплуатации до 120-150 С на сегодняшний день является одной из наиболее востребованной ввиду широкого применения полимерных композиционных материалов в различных отраслях промышленности. Однако для решения подобных задач необходимо четко проследить все факторы, которые могут оказывать влияние на конечные свойства отвержденной смолы и самого композиционного материала. Немаловажными параметрами при разработке таких связующих являются технологические – такие как липкость и жизнеспособность в течение длительного времени, а также текучесть в диапазоне температур от 20 до 30 С с последующим быстрым гелированием при увеличении температуры для получения беспористых ПКМ.
Объектом исследования было расплавное связующее на эпоксидной основе маркировки Т-6815. Связующее является полупродуктом и предназначено для получения препрегов на основе углеродных лент, конструкционных изделий из них, используемых от минус 60 С до плюс 150 С. Связующее представляло собой смесь эпоксидных смол, модификаторов и отвердителя. Проведенные исследования реологических и физико-механических свойств связующего Т-6815 показали результаты на уровне западных аналогов со значениями технологических параметров выше среднего (рис. 1, 2, 3), со значением предела прочности при растяжении порядка ~ 86 МПа, при сжатии ~ 146 МПа.
Для исследованного связующего был проведен анализ сохранения технологических свойств – липкость, время гелеобразования, теплота реакции и положение максимума пика отверждения – от времени и условий хранения. Основные результаты представлены ниже на рис. 1, 2, 3.
|
|
|
1 – (+ 20 С); 2 – (+ 4 С); 3 – (- 20 С) |
||
Рис. 1. Изменение времени гелирования в процессе хранения |
Рис. 2. Изменение теплоты реакции пика отверждения по данным ДСК в процессе хранения |
Рис. 3. Изменение положения максимума пика отверждения по данным ДСК в процессе хранения |
Изменение условий хранения от 4 С до – 20 С не приводит к существенному изменению липкости связующего Т-6815. Время гелирования (рис. 1) существенно снижается при комнатной температуре. Это связано с протеканием сильно замедленных процессов кристаллизации, частичного отверждения, что оказывает в свою очередь влияние на изменение теплоты отверждения и смещению пика отверждения вниз (рис. 2, 3) по шкале теплоты реакции. В целом, процесс отверждения протекает при длительном хранении с сохранением высокой реакционной способности отверждающей системы связующего Т-6815.
УДК 537.621.3
Электрические и магнитные свойства многослойных структур на основе нанокомпозитов (Co40Fe40b20)х(SiO2)100-х
А.Г.Федосов, аспирант, Ю.Е.Калинин, А.В. Ситников
Кафедра физики твёрдого тела
Целю данной работы было исследование возможности подавления перпендикулярной ростовой анизотропии в композитах (Co40Fe40B20)Х(SiO2)100-Х при введение диэлектрических прослоек и прослойки композита с повышенным содержанием оксидной фазы за счет напыления в атмосфере содержащей кислород при различных парциальных давлениях.
Были исследованы композиты (Co40Fe40B20)Х(SiO2)100-Х, полученные в атмосфере Ar и Ar и O2, при различных парциальных давлениях (PО2=2·10-5 и 2,4·10-5 торр при PAr=6·10-4 торр), на вращающую подложку и в магнитном поле 200 Э приложенном в плоскости пленки вдоль оси образца. Многослойные структуры [{(Co40Fe40B20)Х(SiO2)100-Х}/{SiO2}]80,
[{(Co40Fe40B20)Х(SiO2)100-Х(47с, РAr=6·10-4тор.)}/{(Co40Fe40B20)Х(SiO2)100-Х(15с, РAr=6·10-4тор+РО2 = 2,4·10-5тор.)}]176, [{(Co40Fe40B20)Х(SiO2)100-Х(47с, РAr= 6·10-4тор.)}/{(Co40Fe40B20)Х(SiO2)100-Х(15с, РAr=6·10-4тор.+РО2 = 3,2·10-5тор.)}]178, [{(Co40Fe40B20)Х(SiO2)100-Х(47с, РAr= 6·10-4тор)}/{(Co40Fe40B20)Х(SiO2)100-Х(15с, РAr=6·10-4тор. + РО2 = 6,3·10-5тор.)}]176, [{(Co40Fe40B20)Х(SiO2)100-Х(47с, РAr= 6·10-4тор)}/{(Co40Fe40B20)Х(SiO2)100-Х(15с,РAr=6·10-4тор.+РО2 = 1,0·10-4тор.)}]176, и [{(Co40Fe40B20)Х(SiO2)100-Х(47с, РAr= 6·10-4тор.)}/{(Co40Fe40B20)Х(SiO2)100-Х(15с, РAr=6·10-4тор.+ РО2= 6,2·10-5тор.)}]176 в магнитном поле 200 Э приложенном в плоскости пленки вдоль оси образца. Толщины композиционных слоев выбиралось из расчета нескольких нанометров, что сравнимо с диаметром металлических гранул.
Выявлено, что технологические особенности получения структур влияют на положение перколяционного перехода (хпер). Добавление кислорода увеличивают значение хпер с 51,6 до 61, 65 ат.% при изменение от PО2=0 до 2·10-5 и 2,4·10-5 торр, соответственно. В многослойных структурах [{(Co40Fe40B20)Х(SiO2)100-Х}/{SiO2}]80 хпер= 59,5 ат.%, многослойные гетероструктуры композит-композит увеличивают значение хпер от 52,4 до 63,9 ат.% с увеличением давления кислорода от 2,4·10-5 до 1,0·10-4 торр.
Исследование высокочастотных магнитных свойств гетергенных структур выявило, что структуры, имеющие циклическое осаждение (композит (Co40Fe40B20)Х(SiO2)100-Х осажденный на вращающуюся подложку и многослойные гетероструктуры композит-композит), показывают более высокое значение комплексной магнитной проницаемости на частоте 50 МГц. Надо отметить, повышение парциального давления кислорода, который используется при напылении окисленного композиционного слоя, увеличивает значение действительной и мнимой части комплексной магнитной проницаемости. Получены высокие значения комплексной магнитной проницаемости для многослойной структуры [{(Co40Fe40B20)Х(SiO2)100-Х(47с, РAr=6·10-4тор)}/{(Co40Fe40B20)Х(SiO2)100-Х(15с, РAr=6·10-4тор.+РО2= 1,0·10-4тор.)}]176 (рисунок)
Концентрационные зависимости действительной (кривая 1) и мнимой (кривая 2) частей комплексной магнитной проницаемости многослойной гетерогенной структуры
[{(Co40Fe40B20)Х(SiO2)100-Х(47с, РAr=6·10-4тор)}/ {(Co40Fe40B20)Х(SiO2)100-Х(15с,РAr=6·10-4тор.+РО2=1,0·10-4тор.)}]176 измеренные на частоте 50 МГц.
Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ (грант № 11-02-90437-Укр_ф_а)
УДК 537.226