Адгезионное соединение

Для исследования вопросов прочности соединения фаз разработана методика и сконструирована специальная установка, позволяющая изучать зависимость прочности адгезионных соединений в композиционных материалах от соотношения величины нормальных и касательных напряжений в зоне раздела компонент, т. е., по существу, до некоторой степени управлять видом напряженного состояния системы. Особенностью разработанной методики является использование образца, состоящего из двух одинаковых жестких полуколец, соединенных между собой с помощью исследуемой связи. Нагружающая сила приложена к внутренней поверхности кольца в диаметрально противоположных точках. Схема нагружения образца показана на рис. 65, где образец из двух полуколец /, соеди- [c.155]

На рис. 3 также показан механизм возникновения трещины, или разрушение адгезионного соединения на поверхности раздела. Образец представляет собой залитое в смолу единичное волокно (рис. 3,а). При растяжении такого образца в направлении, перпендикулярном оси волокна, вследствие эффекта Пуассона воз- [c.44]

Периодически повторяющийся элемент (рис. 6) представляет собой типичную модель, применяемую в микромеханике для определения механических свойств композитов. Используя данную модель и предполагая хорошую адгезию на поверхности раздела, можно на основе простого правила смесей [16] вывести выражения для расчета модуля Юнга композита и коэффициента Пуассона. На рис. 7 представлены расчетные и экспериментальные данные для эпоксидного композита с волокнами из Е-стекла. Хорошее согласие теории с экспериментом позволяет сделать вывод, что предположение о хорошей адгезии на поверхности раздела в композите вполне оправданно или что параметры, указанные на рис. 7, возможно, не чувствительны к нарушению адгезионного соединения. [c.49]

На рис. 8 приведены теоретические и экспериментальные крит вые зависимости поперечного модуля Юнга. К сожалению, действительное содержание пор установлено не было. Важный вывод, который можно сделать, исследуя эти кривые, состоит в том, что поперечный модуль Юнга композита является чувствительным, хотя и косвенным, параметром при оценке качества адгезионного соединения на поверхности раздела. [c.49]

Параметр у/в в уравнениях (4)— (6) определяет энергию разрушения адгезионного соединения на поверхности раздела для образца с одним волокном, 1В1 — соответствующую энергию композита. Параметр Ьв характеризует длину волокна, продольно смещенного относительно матрицы, Sfт — прочность волокна при разрыве. [c.61]

Разработан ряд прямых методов измерения характеристик напряженного состояния на поверхности раздела и адгезионной прочности. Поляризационно-оптический метод волокнистых включений наиболее надежен при определении локальной концентрации напряжений. Испытания методом выдергивания волокон из матрицы пригодны для измерения средней прочности адгезионного соединения, а методы оценки энергии разрушения — для определения начала расслоения у концов волокна. Прочность адгезионной связи можно установить по результатам испытаний композитов на сдвиг и поперечное растяжение. Динамический модуль упругости и (или) логарифмический декремент затухания колебаний применяются для определения нарушения адгезионного соединения. Динамические методы испытаний и методы короткой балки при испытаниях на сдвиг обычно пригодны для контроля качественной оценки прочности адгезионного соединения и определения влияния на нее окружающей среды. [c.83]

A. Роль различных слоев аппрета в сохранении прочности адгезионного соединения при воздействии влаги. ........................ [c.119]

B. Механизм гидролитического разрушения адгезионного соединения [c.119]

Г. Механизм гидролиза аппрета в адгезионном соединении Д. Химическая связь между аппретом и смолой.................. [c.119]

Химическая обработка поверхности стеклянных волокон, используемых для армирования пластиков, приводит к улучшению-адгезии на поверхности раздела. После такой обработки особенно повышается снО Собность адгезионного соединения сохранять прочность при воздействии влаги. Хотя ни одна из существующих теорий не объясняет полностью эти явления, тем не менее теория [c.119]

Аналитический аппарат граничной кинетики растворения позволяет анализировать диффузионные процессы массопереноса на стадии затекания расплава в капилляр, формируемый между частицами порошка, и при формировании адгезионных соединений при использовании импульсных источников нагрева. Установлено, что с уменьшением величины слоя (< 50 мкм) вклад граничной Кинетики растворения в общее время насыщения возрастает, достигая 40%. Теоретически предсказан и эк> периментально подтвержден маятниковый механизм движения межфазной границы при растворении в капиллярном зазоре, а также механизм аномального движения границы в сторону жидкой фазы на начальных стадиях растворения при использовании импульсных источников нагрева. Обнаружено и изучено явление аномальной растворимости компонентов твердой фазы в малых капюк-лярных зазорах. [c.187]

Адгезионные соединения испытываются в герметичной камере 9, в которой создается газообразная среда заданного состава, для чего установка снабжается вакуумной системой (на рисунке не показана), состоящей из форва-куумного насоса и системы запорных вентилей и измерительных приборов. Такая система позволяет создавать в рабочем объеме камеры контролируемую атмосферу. [c.159]

Загрязнение поверхности стеклянных волокон адсорбированной влагой и, возможно, жирными кислотами при выдержке их на воздухе ухудшало смачивание, но не оказывало вредного воздействия на прочность связи. Силановые аппретирующие добавки ингибировали смачивание и способствовали значительному увеличению временной устойчивости адгезии в присутствии воды. Временная устойчивость адгезионного соединения в значительной [c.34]

Обработка стекловолокна силаном ухудшает, а не активирует смачивание его смолой. Лэд и Нельсон [26] показали, что стекло, обработанное аминопропилсиланом, плохо смачивается эпоксидной смолой, однако временнйя устойчивость адгезионной связи на поверхности раздела в присутствии воды в 200 раз выше, чем для необработанного волокна. Изучая многочисленные органосодержащие силаны как потенциальные аппретирующие добавки для полиэфирных смол, Плюдеман [37] не обнаружил никакой связи между полярностью силана или смачиваемостью стекла, обработанного силаном, и их поведением в полиэфирном слоистом пластике. Тем не менее Лотц и др [29], сравнивая аппреты для эпоксидных смол, обнаружили, что при иопользовании силанов, обладающих максимальным критическим поверхностным натяжением Ус, получаются наилучшие слоистые пластики. Очевидно, вначале механизм образования адгезионного соединения с помощью аппретирующих добавок не связан со смачиваемостью поверхности. Только после соблюдения основных требований получения надежной адгезии дальнейшее увеличение ее прочности может быть достигнуто в результате улучшения смачиваемости стекловолокна, обработанного смолой. [c.35]

Не существует единого мнения относительно того, зависит или не зависит прозрачность (непрозрачность) слоистого пластика из аппретированных волокон от способности их поверхности смачиваться смолой. Визуальные наблюдения показали, что очищенные стекловолокна полностью смачиваются жидкой смолой и полиэфирный композит на их основе очень прозрачен в процессе изготовления и отверждения, но становит1ся мутно-белым после охлаждения. Непрозрачность слоистого пластика обусловлена возникновением мелких трещин в смоле или разрушением адгезионного соединения на поверхности раздела из-за усадочных напряжений и не связана со смачиванием стекла смолой. Хорошая аппретирующая добавка до известной степени предотвращает образование трещин и разрыв адгезионной связи и позволяет получать прозрачный СЛОИСТЫЙ материал. Вообще имеется коррел-я-ция между механическими характеристиками слоистого пластика и прозрачностью композита из аппретированного стекловолокна и смолы. [c.35]

Контроль за разрушением адгезионного соединения на поверхности раздела в композитах может быть необходим для изделий специального назначения, которые должны обладать высокой вязкостью разрушения или для которых напряжения в волокнах являются в основном растягивающими. Ткань из Е-стекла, обработанная шлихтующим составом, использовалась для изготовления брони с высокой ударной прочностью [2]. При изготовлении сферических баллонов высокого давления для сжатого воздуха, устанавливаемых на самолетах, применялась в основном стеклянная ровница, обработанная замасливателем, который ухудшал прочность связи стекловолокна со смолой [17]. Для большинства применяемых композитов требуется сочетание хорошей адгезионной прочности и ударной вязкости. Силановые аппреты в значительной степени способствуют такому сочетанию свойств. [c.36]

Теория деформируемого (аппретирующего) слоя была предложена Хупером [20], который обнаружил, что усталостные свойства слоистых пластиков значительно улучшаются при нанесении аппретов на стеклянные наполнители. Он предположил, что аппрет на поверхности раздела в композите пластичен. Если учесть усадку смолы при отверждении и относительно большую разницу коэффициентов теплового расширения стеклянных волокон и смолы в слоистом пластике, то во многих случаях можно ожидать высокого значения напряжения сдвига на поверхности раздела в отвержденном (ненагруженном) образце. В этом случае роль аппрета состоит в локальном снятии таких напряжений. Следовательно, аппрет должен обладать достаточной рела1исацией, чтобы напряжение между смолой и стекловолокном снижалось без разрушения адгезионной связи. Если все же адгезионное соединение нарушается, то это свидетельствует об отсутствии предполагаемого механизма самозалечивания повреждения. Можно ожидать, что уменьшение внутренних напряжений способствует повышению прочности слоистого пластика, особенно при неблагоприятных условиях окружающей среды (влажная атмосфера). [c.36]

Используя описанньге выше модели, можно построить кривые зависимости поперечного модуля Юнга и коэффициента увеличения деформации матрицы композитов от степени их наполнения стеклянными, Графятовыми и борными волокнами (рис. 10). Установлено, что с повышением степени наполнения эти характеристики возрастают, причем у боропластиков коэффициент увеличения деформации растет быстрее, чем этот же 1К0зффициент или поперечный модуль Юнга у двух других систем. Аналитические зависимости, представленные на рис. 10, получены при условии хорошего адгезионного соединения на поверхности раздела. [c.50]

Из приведенных примеров становится очевидным, что качество адгезионного соединения на паверх1Ности раздела определяет характер поверхности разрушения композита при растяжении его вдоль оси волокон. Если композит нагружают в попереч 01М направлении, то характер разрушения, как правило, хрупкий и поверхность разрушения пересекает матрицу, границу раздела и некоторые волокна. [c.54]

Существует ряд методов определения напряжений и прочности адгезионного соединения на поверхности раздела в композитах. Эти методы мож1но разделить на две группы, одна из которых — прямые методы измерения прочности сцепления единичных волокон с матрицей, а другая — косвенные методы измерения адгези-овной прочности на поверхности раздела. Методы второй группы можно также рассматривать как качественный анализ получаемых результатов, однако при правильной трактовке возможно их использование и для количественной оценки. [c.54]

Браутман [И] установил, что максимальное радиальное растягивающее напряжение на поверхности раздела возникает по линии 30°, достигая 1,6 югс/мм (табл. 1). Непосредственные измерения микроостаточных напряжений показали, что прочность адгезионного соединения составляет примерно 0,56 кгс/мм . На основании этого можно сделать вывод, что напряжение, равное 1,6 кгс/мм , достаточно для разрыва такого соединения. Окружные напряжения до линии 30° составляют 8,4—10,5 кгс/мм , т. е. близки к прочности полимерной матрицы при растяжении. Таким образом, 1в данном случае происходит растрескивание матрицы вокруг волокон на поверхности раздела, что приводит к нарушению целостности адгезионного соединения. [c.71]

Следует также отметить, что овружиое касательное напряжение сопоставимо с указанной выше адгезионной прочностью при сдвиге. При этом вследствие остаточных напряжений в материале и напряжений, возникающих под влиянием осевых нагрузок, поверхность раздела может оказаться в сложном напряженном состоянии и действующие на ней напряжения будут близки к прочности адгезионного соединения или матрицы при растяжении. Аналогичные результаты приведены в работах [8, 9]. В работе [9] предполагался ортотропный характер волокна, в то время как ранее полученные данные относились к изотропным волокнам, [c.72]

Поры оказывают значительиое влияние на прочность композита при межслойнам едвиге и продольном сжатии (рис. 33,а и б). Как уже отмечалось, межслойная сдвиговая прочность достаточно хорошо характеризует прочность адгезионного соединения на поверхности раздела. Так как при iyвeличeнии пористости композита эта прочность снижается, то возможно ослабление граничной адгезии из-за наличия пор. Это подтверждается также исследованиями Петкера [[(58]. [c.76]

На рис. 35 показано влияние влаж1НОЙ среды на адгезионную прочность по поверхности раздела, измеряемую по энергии разрушения композита при сдвиге. Можно видеть, что влага разрушающе действует на адгезионное соединение, особенно при повышенной температуре. Результаты испытаний композитов во влажной среде приведены также в работах [26, 67, 34]. [c.76]

Таким образом, для выбора компонентов материал0 В с заданной прочностью адгезионного соединения на поверхности раздела можно использовать ряд методов. При этом следует учитывать режим нагружения и назначение материала. Оановное правило при разработке волокнистых композитов состоит в том, что материал с оптимальными свойствами может быть получен путем компромиссного решения с учетом всех действующих факторов. [c.82]

Рис. 9. Схема клинообразного образца для.,из-учения распрострайевия трещины в адгезионных соединениях [5]. ...- -г

Риплинг и др. [64] исследовали воздействие влаги на разрушение образцов, в которых уже существовали трещины, при статическом нагруже11ии,. относительной влажности воздуха 55 и 98% и напряжениях, соответствующих уровням энергии меньше Во всех случаях образование новых трещин наблюдается вблизи поверхности раздела выше и ниже движущегося фронта первичной треЩины (рис 19). Эти граничные трещины начинаются у края образца и распространяются внутрь, пока не достигнут противоположной стороны соединения или не пересекут фронта другой трещины, движущегося с противоположной стороны. При влажности 99% трещины возникают с обеих сторон фронта первичной трещины, при меньшей влажности (55%) появляются только одна-две трещины. Возникая в псиперечном направлении, граничные трещины продолжают распространяться вдоль адгезионного соединения,, удаляясь от точек приложения нагрузки. Для отдельных соединений была Определена зависимость скорости роста трещины от прилагаемого усилия (рис. И). Во всех случаях существует некоторое критическое напряжение, ниже которого трещина не развивается. Если напряжение превышает критическую величину, скорость роста трещины возрастает, быстро приближаясь к предельной, после чего кривая скорости становится пологой. Скорость, соответствующая плато (10 2 см/с), достигается при напряжении, равном пре- [c.108]

Даже есди материал не нагружен, вода может достигать поверхности раздела и ухудшать адгезионное соединение. По-видимому, такая миграция воды зависит от структуры смолы, а эта структура является сложной, особенно вблизи поверхности раздела. Согласно существующим данным, поверхность раздела может оказывать влияние на процесс полимеризации и старение полимера. [c.116]

Б. Влияние способа нанесения аппрета на долговечность адгезионного соединення. ................................................. [c.119]

Смотреть страницы где упоминается термин Адгезионное соединение : [c.66] [c.156] [c.157] [c.158] [c.35] [c.45] [c.53] [c.60] [c.61] [c.79] [c.81] [c.81] [c.82] [c.88] [c.106] [c.106] [c.106] [c.120] [c.155] [c.192] [c.192]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...