автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.01, диссертация на тему:Исследование структуры и свойств высоконаполненных металлополимерных композитов и изделий на основе фторопласта-4, полученных взрывной обработкой

На правахрукописи

КАЗУРОВ АНДРЕЙ ВЛАДИМИРОВИЧ

ИССЛЕДОВАНИЕ СТРУКТУРЫ И СВОЙСТВ ВЫСОКОНАПОЛНЕННЫХМЕТАЛЛОПОЛИМЕРНЫХ КОМПОЗИТОВ И ИЗДЕЛИЙ НА ОСНОВЕ ФТОРОПЛАСТА-4, ПОЛУЧЕННЫХ ВЗРЫВНОЙ ОБРАБОТКОЙ

Специальность 05.02.01 Материаловедение (машиностроение)

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

/

Волгоград - 2004

Работа выполнена на кафедре «Материаловедение и композиционные материалы» Волгоградского государственного технического университета

Научный руководитель - доктор технических наук, профессор Адаменко Нина Александровна.

Официальные оппоненты - доктор технических наук, профессор

Комаров Герман Вячеславович кандидат технических наук, с.н.с. Хаймович Александр Моисеевич

Ведущая организация - ОАО ВНИКТИ нефтехимоборудование (г. Волгоград)

Защита состоится 24 декабря 2004 г. в 1000 часов, на заседании диссертационного совета Д 212.028.02 при Волгоградском государственном техническом университете по адресу: 400131, г. Волгоград, проспект Ленина, 28.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Волгоградского государственного технического университета.

Автореферат разослан «24» ноября 2004 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

Кузьмин С.В.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Расширение областей эффективного использования полимерных композиционных материалов (ПКМ) на основе труднопере-рабатываемых адгезионноинертных полимеров, обладающих высокими эксплуатационными свойствами, представляет важную практическую и научную задачу. Особую актуальность приобретает ее решение применительно к ответственному высоконагруженному в силовом и термическом отношениях оборудованию в химической, нефтяной, энергетической и др. промышленных отраслях. Однако, практическое использование полимеров и их композиций с малыми добавками наполнителей ограничивает эксплуатационные возможности создаваемых узлов и конструкций вследствие сравнительно невысокой прочности и низкой износостойкости. Их повышение за счет увеличения концентрации наполнителей в ПКМ трудно реализуемо по причине низкой адгезионной активности полимеров, технологической сложности производства высо-конаполненных и каркасных ПКМ на основе трудноперерабатываемых полимеров, в частности фторопласта-4 (Ф-4), необходимости применения дорогостоящего специализированного оборудования. Указанные ограничения и сложности обуславливают необходимость поиска и разработки новых или усовершенствования существующих способов получения ПКМ с повышенными физико-механическими и служебными свойствами.

Повышение физико-механических свойств ПКМ достигается за счет увеличения адгезионной активности компонентов, что приводит в итоге к их лучшему межчастичному взаимодействию. Перспективным способом улучшения адгезионной активности компонентов является их структурная модификация при механическом, химическом, физическом или комплексном воздействиях, применение которых зачастую возможно только в лабораторных условиях и для малых объемов веществ, что требует интенсификации исследований по разработке новых прогрессивных процессов активации этих материалов. Ударно-волновая обработка (УВО) является эффективным способом получения наполненных ПКМ с повышенными служебными свойствами за счет физико-химической модификации структуры и увеличения адгезионного взаимодействия между компонентами композиционной системы. Несмотря на то, что в области ударно-волновой обработки полимеров и композитов на их основе накоплен значительный теоретический и экспериментальный материал, ряд вопросов, касающихся влияния условий получения на их структуру и свойства, еще мало изучен. Практически не изучены особенности УВО металлонаполненных ПКМ, не достаточно изучены закономерности изменения структуры и физико-механических свойств ПКМ в процессе последующего спекания и других воздействий. Открытым остается вопрос о возможности применения инженерных методов расчета ударно-волновых параметров в прессуемом объеме ПКМ для дальнейшего прогнозирования качества прессовки. Не найдено достаточно полного решения комплексной проблемы создания высокоэффективных техно-

цилиндрических прессовок и получения металлополимерных покрытий. Решение этих вопросов, требующих комплексного изучения, позволит разработать научные рекомендации технологических процессов УВО порошковых ПКМ, управлять их структурой и свойствами при производстве перспективных композитных изделий с повышенными служебными свойствами.

Актуальность работы подтверждается ее выполнением в соответствии с заданиями тематического плана НИР Министерства образования РФ (2001 -2004 г.г.), научно-технической программы сотрудничества Министерства образования РФ и Министерства по атомной энергии РФ (2001-2002 г.г.), Грантом Министерства образования РФ «Фундаментальные исследования в области технических наук (машиностроение)» (2002-2003 г.г., Т02-06.2-482).

Цель работы: Создание высоконаполненных металлополимерных композитов взрывным прессованием в ампулах на основе изучения их структуры и свойств и разработка технологических процессов получения изделий многофункционального назначения для использования в ответственных конструкциях машиностроительного и нефтехимического оборудования.

Задачи исследования:

1) Произвести расчет и определить оптимальные ударно-волновые параметры взрывного прессования дисперсных металлополимерных композитов в ампуле.

2) Установить закономерности изменения структуры и свойств ПКМ в зависимости от расчетных параметров УВО.

3) Исследовать влияние режимов последующего спекания на свойства прессовок после УВО.

4) Изучить изменение структуры, физико-механических и теплофизи-ческих свойств металлонаполненных ПКМ при воздействии УВО по сравнению со статическим прессованием.

5) Разработать комплексные технологические процессы получения высоконаполненных металлополимерных заготовок и покрытий с учетом выявленных закономерностей.

6) Определить области эффективного промышленного использования разработанных ПКМ.

Научная новизна работы:

■/ Выявлены закономерности образования структурной неоднородности при взрывном нагружении в ампуле высоконаполненных композиций фторопласта с металлами, что позволяет управлять процессами компактирования и адгезионного взаимодействия. Экспериментальным путем установлено, что максимальные физико-механические свойства реализуются при высокоэнергетическом воздействии с давлением в ударном фронте 0,4-0,6 ГПа и энергией взрывного обжатия порошковой смеси 49-85 кДж/м, превышение которых в зависимости от концентрации металла приводит к образованию структурной неоднородности в центре прессовки в виде зон типа переплава с высокими твердостью и уровнем микронапряжений.

^ Предложена и экспериментально подтверждена физическая модель ударно-волнового Компактирования высоконаполненных металлополимерных композитов, показывающая изменение механизмов уплотнения при увеличении

ударного давления и определены количественные критерии достижения предельного уплотнения с образованием металлического каркаса. В зависимости от концентрационного соотношения компонентов и ударного давления доминирующим является компактирование полимера (до 30% металла), деформация металлических частиц и их взаимодействие (более 50 %) или совместное влияние на структурообразование полимера и металла при содержании наполнителя 30-50%.

Разработана модернизированная методика термомеханических испытаний наполненных ПКМ, основанная на учете разницы термического поведения материала в свободном и замкнутом состояниях, что позволило повысить уровень оценки адгезионного взаимодействия в системе полимер-металл.

Взаимодополняющими методами исследований установлено, что изменение работы взрывного обжатия композиционной смеси с 60 до 140 кДж/м и концентрации наполнителя с 10 до 90 % способствует повышению тепло- и термостабильности металлополимерных систем, выраженного в двукратном повышении энтальпии и в 2-5 раз энергии активации процесса термодеструкции фторопласта-4.

Практическая ценность:

1. Полученные результаты диссертационного исследования позволили разработать научно-обоснованные практические рекомендации по выбору рациональных параметров композитных смесей и технологические процессы изготовления с помощью взрывной обработки высококачественных полимерных композиционных материалов и изделий многофункционального назначения с повышенными служебными свойствами.

2. Результаты работы позволяют расширить области применения метал-лофторопластов в качестве антифрикционных и антикоррозионных материалов с повышенной тепло- и термостойкостью, предназначенных для промышленного применения в нефтехимическом и машиностроительном оборудовании в виде узлов трения, уплотнительных систем, токопроводящих элементов.

3. Установлена целесообразность применения, как нового перспективного способа самосмазываемости высоконагруженных подшипников скольжения, металлофторопластов с содержанием металла более 70 % и необходимость использования смазки при большем наполнении вследствие налипания металла на контртело

4. На уровне изобретения (Патент РФ №2186658) разработан принципиально новый метод получения металлофторопластовых покрытий из порошкообразного материала на цилиндрических поверхностях изделий, предусматривающий взрывное прессование высоконаполненной композиционной заготовки.

Реализация результатов работы.

Определены оптимальные режимы и разработаны комплексные технологические процессы взрывного прессования цилиндрических, кольцевых и плоских наполненных металлополимерных изделий на основе фторопласта-4, обладающих в сравнении с существующими аналогами повышенными служебными свойствами (прочностью, долговечностью, износостойкостью и тепло-

стойкостью). Внедрение разработанных композиционных материалов и изделий позволяет повысить эксплуатационную надежность тяжелонагруженных деталей и узлов нефтехимического и машиностроительного оборудования.

По заданиям ООО «ВЗБТ», ОАО «Каустик» (г. Волгоград), НИМИ (г. Москва) разработаны:

-металлофторопластовые втулки диаметром от 20 до 350 мм с 20-70% наполнением железом, бронзой, медью;

-антифрикционные покрытия из высоконаполненных (до 70-80 % металла) ПКМ толщиной 4-20 мм на изделиях плоской и цилиндрической форм; -гермовводы для измерительной аппаратуры.

Экономический эффект от внедрения составил 200 тыс. руб. Акт о внедрении приложен к диссертации.

Достоверность результатов обеспечена использованием современных методов исследования структуры и свойств материалов, таких как оптическая микроскопия, рентгеноструктурный, дифференциально-термический, термогравиметрический, термомеханический анализы, а также специальных методов производственного и лабораторного контроля физико-механических свойств материалов и служебных свойств изделий. Вычислительные процедуры производились на базе распространенных ПЭВМ. Достоверность компьютерных расчетов параметров УВО ПКМ подтверждена систематическими исследованиями закономерностей изменения их структуры и физико-механических свойств. Полученные в работе результаты не противоречат современным представлениям материаловедения и механики композиционных материалов.

Апробация работы: Основные результаты работы были представлены на: Международных конференциях «Новые материалы и технологии на рубеже веков» (г. Пенза, 2000 г.), «Слоистые композиционные материалы - 2001» (г. Волгоград, 2001 г.), «Гагаринские чтения» (г. Москва, 2002 г.), «Порошковые и композиционные материалы, структура, свойства, технологии получения» (г. Новочеркасск, 2002 г.), «Композиты - в народное хозяйство России. Композит-02» (г. Барнаул, 2002 г.), «Проблемы машиностроения и технологии материалов на рубеже веков» (г. Пенза, 2003 г.), «Полимерные материалы пониженной горючести» (г. Волгоград, 2003 г.), «Новые перспективные материалы и технологии их получения» (г. Волгоград, 2004 г.); на Всероссийской конференции «Прогрессивные технологии в обучении и производстве» (г. Камышин, 2003 г.); на У-УШ Региональных конференциях молодых исследователей Волгоградской области (г. Волгоград, 2000 - 2003 гг.); на юбилейном смотре-конкурсе научных, конструкторских и технологических работ студентов ВолгГТУ (г. Волгоград 2000 г.); ежегодных научных конференциях Волгоградского государственного технического университета (г. Волгоград, 2001 - 2004 гг.).

Публикации: По материалам диссертации опубликовано 27 печатных работ, в том числе 4 в центральной печати, получен патент РФ на изобретение.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, общих выводов, списка литературы и приложения, содержащего акт о внедрении результатов диссертации. Материал изложен на 188

страницах, включая 14 таблиц, 87 рисунков и список использованной литературы из 190 наименований.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении приведено обоснование актуальности и практической значимости проводимых исследований. Сформулирована цель работы и намечены этапы исследования. Определены вопросы, выносящиеся на защиту. Дана общая характеристика содержания диссертации по главам.

В первой главе проведен анализ отечественной и зарубежной литературы по различным видам наполненных ПКМ на основе Ф-4, которые обладают высокими антифрикционными свойствами и перспективны при различных условиях эксплуатации. Показано влияние концентрации, дисперсности и типа наполнителя на физико-механические и эксплуатационные свойства фторопластовых ПКМ. Определено, что создание высокоэффективных ПКМ и их применение сдерживается низкой адгезионной активностью и высокой вязкостью расплава Ф-4. Показано, что наиболее перспективно применение каркасных ПКМ, обладающих высоким комплексом свойств, но имеющих существенные технологические ограничения в их производстве. Приведены марки, составы, физико-механические и эксплуатационные свойства промышленных фторопластов. Рассмотрены технологические процессы создания различных типов дисперсных ПКМ. Особое внимание уделено структурообразованию в ПКМ и его зависимости от технологических факторов. Показана эффективность применения механической, химической, физической или комплексной модификации компонентов ПКМ для интенсификации адгезионного взаимодействия, способствующего повышению уровня физико-механических свойств композитов. На основе анализа особенностей формирования адгезионных контактов в системе полимер-металл определены предпочтительные структурные изменения в полимерах, повышающие их адгезионную активность. Установлена перспективность и актуальность ударно-волновой обработки ПКМ, которая обеспечивает прессование, формование, термодинамическую активацию и консолидацию порошков адгезионноинертных полимеров и наполнителя, что зачастую невозможно или затруднительно реализовать традиционными методами.

Во второй главе определен круг исследуемых материалов, описана методика проводимых экспериментов и способов обработки полученных данных. Выбраны диапазоны варьирования условий и режимов изучаемых в работе технологических процессов получения ПКМ: взрывной обработки и последующего спекания. В качестве матриц применяли термопластичные полимеры: фторо-пласт-4 (Ф-4), капрон. Наполнителями служили порошки металлов: алюминия (ПА-2, ПА-4), меди (ПМ-2, ПМС-1), никеля (ПНК-2, ПНЭ), железа (ПЖ1М, ПЖ5М, Хёганесс НЕ), бронзы (ПБрО5Ц5С5), стали (ПХ18Н10Т) с размерами частиц от 20-300 мкм.

Анализ данных по взрывной обработке порошкообразных материалов и полимеров позволил выбрать ампульную схему ударно-волнового нагружения дисперсных ПКМ, которая технологически эффективна и позволяет непосред-

ственно получать распространенную в триботехнике цилиндрическую рабочую поверхность заготовок. При этом скорость детонации (D) взрывчатого вещества (ВВ) варьировали от 1900 до 2900 м/с, высоту заряда (Н) от 10 до 40 мм, время детонации от 7 до 21 мкс.

Структуру и свойства материалов исследовали с помощью современных методов: термомеханического (ТМА) на установке ТМИ-1, дилатометрического на универсальном вакуумном дилатометре и установке ТМИ-1 с применением специально разработанной методики, определения вязкоупругих колебаний на установке МК-3, дифференциально-термического (ДТА) в комплексе с термогравиметрическим (ТГА) на дериватографе Q-1500, рентгеноструктурного (РСА) на днфрактометре ДРОН-3, изучения теплопроводности на установке ИТ- -400, методов анализа оптической микроскопии с использованием микроскопов Olympus 61BX и МИМ-8М

Физико-механические свойства материалов определяли в соответствии с Национальными Стандартами.

Третья глава посвящена расчету и определению оптимальных ударно-волновых параметров, а также моделированию процессов взрывного прессования дисперсных металлополимерных композитов в ампуле; установлению закономерностей изменения их структуры и свойств в зависимости от условий импульсного воздействия; исследованию процесса последующего спекания спрессованных взрывом композитов.

Произведен расчет основных ударно-волновых параметров взрывного прессования (ВП) в ампуле: работы, совершаемой взрывом по общему обжатию ампулы (А); работы, совершаемой ампулой при обжатии прессуемой металлополи-мерной смеси (A); энергии, передаваемой порошку в ударном фронте (Е), давления в ударном фронте (Р) для широкого круга ПКМ и условий УВО (табл. 1, рис. 1, 2), что позволило оценить условия нагружения в объеме прессуемой композиционной смеси и определить эффективность взрыва. По импульсному воздействию на ПКМ используемые ВВ классифицированы на три типа (табл. 1) Выбранные параметры ВВ позволили оценить изменение режимов ВП в зависимости от высоты заряда при равноценной скорости детонации (ВВ тип I u BB тип III) и от скорости детонации при одинаковой высоте заряда (ВВ тип I и ВВ тип II). По изменению давления по направлению продвижения ударного фронта (рис. 1,2,3) ампула условно разделяется на три участка: Участок начального разгона (R от 8-8,5 до 10,5 мм), Пучасток стабилизации давления (R от 0,5-2 до 8 мм), III участок экстремального повышения давления в центральной зоне ампулы (R = 0,5-2 мм). При отклонении от оптимальных параметров УВО наличие последнего обуславливает структурно- механическую неоднородность и дефектность прессовок: кумулятивные каналы, переплавы, измельчение структуры и деструкцию полимера.

Установлено, что с повышением концентрации металла с 10 до 80 % интенсифицируются активационные процессы в композитной системе, вызванные более сильным энергетическим воздействием (табл. 2). При этом происходит увеличение сопротивления ударной волне, вплоть до остановки обжатия

Таблица 1-Классификация ВВ

тип ВВ А И, H/D, Ан А, Et Р,

м/с мм МКС кДж/м ГПа

I 2770 40 14 180-260 110480 90-155 1,2-1,4

II 1900 40 21 92-132 49-85 43-70 0,4-0,6

III 2900 20 7 90-110 47-70 45-65 0,3-0,6

Таблица 2 - Энергетические параметры взрывного прессования ПКМ

тип ВВ Концентрация металла Тип металла Исходная пористость смеси, % Ан А. Ея

кДж/м

I 10 железо 40 183 120 90

50 железо 40 210 140 127

60 260 180 155

медь 40 199 140 130

алюминий 40 204 110 94

80 железо 40 201 152 142

II 10 железо 40 92 49 43

50 железо 40 120 67 61

60 132 85 70

медь 40 100 67 63

алюминий 40 102 53 45

80 железо 40 102 72 66

III 10 железо 40 90 47 45

50 железо 40 92 60 60

60 111 70 65

медь 40 91 62 60

алюминий 40 96 49 46

80 железо 40 90 65 64

ампулы при использовании слабых ВВ типа III (рис. 1). При концентрации наполнителя более 50 % происходят количественная и качественная модификация физико-химических реакций ударного взаимодействия компонентов ПКМ. Анализ ударно-волновой картины позволил смоделировать три механизма взрывного уплотнения при различных концентрационных соотношениях компонентов в ПКМ: при малом наполнении (до 30 %) доминирующим является ударно-волновое уплотнение полимера; при средней концентрации упрочняющей металлической фазы (30-50 %) импульсное межчастичное взаимодействие характеризуется равноценным уплотнением как полимера, так и металла; при высокой концентрации наполнителя (более 50 %) ударно-волновая модификация ПКМ определяется уплотнением металла и его межчастичным взаимодействием.

Повышение исходной пористости ПКМ (50 % Ф-4+50 % железа) с 40 до 60 % сопровождается увеличением энергетических затрат (табл. 1), понижением давлений и изменением их распределения по радиусу ампулы. При этом происходит увеличение размеров центральной зоны и развиваемых давлений в ней (рис. 2), что способствует интенсификации активационных и кумулятивных процессов, а также устранению недопрессовки композитных систем.

Рис. 1 Изменение давления по радиусу ампулы при ВП ПКМ Ф-4+железо 1,4,7 - 10%; 2,5,8 - 50%; 3,6,9 - 80% (металла); 1,2,3 - ВВ тип I; 4, 5, 6 - ВВ тип II; 7, 8,9 - ВВ тип III

Рис. 2 Изменение давления по радиусу ампулы при ВП ПКМ 50% Ф-4+50% железа 1,3,5-П=40%; 2,4,6-П=60% 1,2-ВВтип^ 3,4-ВВтип II; 5,6-ВВтипШ

Установлено, что оптимальные параметры УВО практически одинаковы при обработке ПКМ, содержащих металлы с высокой плотностью и температурой плавления (железо и медь). Аналогично повышению пористости наполнение более легким и плавким металлом (алюминием) сопровождается увеличением энергетических затрат, уменьшением сопротивления ударной волне и соответствующим структурообразованием в ПКМ при ВП.

Достоверность предложенной методики расчета и моделирования процессов взрывного прессования ПКМ подтверждена исследованиями закономерностей изменения их структуры и физико-механических свойств. Показано, что стабильные физико-механические свойства ПКМ реализуются при давлениях подпрессовки 40-50 МПа, обеспечивающих оптимальную исходную пористость металлополимерной смеси 25-35 %. При дальнейшем повышении пористости происходит падение прочностных свойств из-за появления структурных дефектов, обусловленных увеличением передаваемой энергии, уменьшением давления и ростом кумуляционных зон (рис. 3). Высокие и стабильные свойства ПКМ по сечению прессовки достигаются обработкой ВВ типа II, обеспечивающей оптимальные режимы формирования структуры композита. Отклоне-

11

ние от оптимальных режимов УВО сопровождается снижением физико-механических свойств в центральной части заготовки из-за эффекта не-допрессовки при ВП ВВ типа III. Использование ВВ типа I при исследованных исходных параметрах порошковой смеси приводит к образованию деструктивных зон и разрушению прессовки, что свидетельствует об избыточности энергетического воздействия.

Установлено, что при содержании наполнителя менее 50 % микроструктура ПКМ независимо от параметров ВП состоит из полимерной матрицы с равномерно распределенными в ней частицами упрочняющей фазы с исходной формой (рис. 4. а). При концентрациях металла более 50 % в зависимости от ударного давления возможны три структурных типа с соответствующим преимущественным механизмом деформирования:

а) при низких давлениях (0,1-0,3 ГПа) деформирование частиц происходит ква-зистатически, т.е форма частиц упрочнителя сохраняет исходное состояние (рис. 4. б);

б) при средних давлениях (0,3-0,8 ГПа) достигается максимальное уплотнение металлополимерных прессовок (П=2-10%), в механизме которого наблюдается переход от равноосной деформации к поперечной (рис. 4. в).

в) при высоких давлениях (более 1-1,5 ГПа), реализуемых в центральной зоне, происходит скачкообразное изменение структуры, обнаружено аномальное изменение механизмов уплотнения в виде ярко выраженной локализации пластической деформации в поверхностных слоях частиц, вплоть до их полного переплава (I) (рис. 4. г). При этом наблюдается перемешивание, деформация компонентов, структурные изменения полимера без превалирования деструк-ционных процессов.

Для реализации максимальных физико-механических свойств ПКМ необходима обработка высокими давлениями с реализацией структуры предельного уплотнения. При взрывной обработке на слабых режимах, аналогично как при статическом прессовании, композит имеет низкий уровень прочности. Обработка высокими давлениями с реализацией процесса плавления перспективна при создании новых металлоорганических сплавов или ПКМ с заданным сочетанием структуры и свойств

Исследование микромеханических свойств и тонкой структуры

Рис. 3 Изменение прочности при сжатии (1), прочности при растяжении (2), плотности (3) ПКМ 50% Ф-4+50% Fe и деформации ампулы (4) в зависимости от давления подпрессовки

Рис. 4 Микроструктуры наполненных металлополимеров: (1-центральная зона, 11-периферийная зона)

центральной зоны в композитах с содержанием 70-90 % никеля показало, что степень кристалличности капрона существенно ниже (18-20 %), чем в основной структуре (31-33 %). Значения физических уширений также свидетельствуют о существенных различиях структур основной и центральной зоны. В центральной зоне физические уширения вызваны только микронапряжениями, деформация кристаллической решетки Ла/а=4,52-Ю"4, а для основной структуры меньшими микронапряжениями (Аа/а=0,732-Ю"4^) и малостью областей когерентного рассеивания (1960 А). При этом микротвердость в центральной зоне в 2-3 раза выше, чем в основной структуре, что характеризует повышенные прочностные характеристики материала.

Установлено повышение уровня микротвердости металла во фторопластовых композитах после ВП (до 2 раз) по сравнению с исходными значениями при концентрации наполнителя более 50 % и при достаточной мощности взрывного воздействия (А==49-85 кДж/м; Р=0,4-0,6 ГПа), приводящего к интенсивному импульсному взаимодействию упрочняющей фазы. При этом степень кристалличности Ф-4 снижается с 50-70 % до 13-26 %, что на 13-20 % меньше, чем после статического прессования и является следствием повышенного адге-

зионного взаимодействия полимера с наполнителем, приводящего к разупоря-доченности структуры полимера, вследствие вовлечения его большей доли в выгодное взаимодействие с наполнителем.

Подтверждением высокого химического взаимодействия между полимером и металлом, реализуемого при интенсивном ударно-волновом воздействии, служит существование между ними характерной межфазной области после ВП, которая при СП отсутствует (рис. 5). Произошедшие структурные изменения обуславливают интенсификацию процесса спекания, который после взрывной обработки осуществляется при меньшей в 2-3 раза длительности выдержки, чем после СП. При этом оптимальные температуры спекания полученных ВП ме-таллополимеров на основе Ф-4 и капрона реализуются при 380 и 200 °С, соответствующих технологическим температурам получения малонаполненных ПКМ традиционными методами.

а) б)

Рис 5 Микроструктуры ПКМ 30% Ф-4+70% Си ВП (а) и СП (б) (х1000) 1-полимер, 11-металл, 111-межфазная зона

Независимо от типа и количества наполнителя механические свойства ПКМ после взрывной обработки и последующего спекания выше, чем

изготовленных статическим прессованием, для которых характерно интенсивное снижение прочности при растяжении (рис. 6) Наиболее выгодная модификация структуры ПКМ при взрывном воздействии, приводящая к значительному повышению их прочностных свойств, наблюдается при концентрации металла более 30 % и обусловлена сочетанием интенсивной адгезии между полимером и наполнителем, особенностями строения межфазного матричного слоя и межчастичным взаимодействием металлического порошка вплоть до его переплава, что осо-

Рис 6 Зависимости прочности при растяжении (1, 2), прочности при сжатии (3) и относительного удлинения (4, 5) ПКМ на основе Ф-4 от содержания меди 1,3,4-ВП,2,5-СП

бенно перспективно при создании каркасных материалов. Также с повышением содержания металла увеличивается прочность при сжатии, которая при максимальном наполнении достигает 270-290 МПа. При этом более дисперсный наполнитель (менее 80-100 мкм) обеспечивает повышенные механические свойства. Коэффициент трения металлофторопластов близок значениям малонаполненных ПКМ вплоть до концентраций металла 50-70 % (/=0,12-0,16), при которых реализуется оптимальное сочетание физико-механических и три-ботехнических свойств.

Четвертая глава посвящена исследованию термомеханических и теп-лофизических свойств обработанных взрывом металлофторопластовых композиционных материалов, позволяющих оценить физико-химические превращения в композитной системе, а также судить об эксплуатационных свойствах изделий (тепло-, термостойкости, деформируемости, кислостойкости и др.). Анализ результатов термомеханических и теплофизических исследований показал, что взрывная обработка приводит к структурной модификации полимера и интенсификации межчастичного взаимодействия, что способствует увеличению адгезионной прочности за счет повышения реологических характеристик полимеров и формирования стабильных сшивок. Установлено, что увеличение концентрации наполнителя в пределах 10-90 % способствует повышению термо- и теплостойкости ПКМ после взрывного прессования, что по результатам ТМА подтверждается ростом температур размягчения для Ф-4 на 30-70 °С и снижением термических деформаций вследствие проявления эффекта самоармирования полимера. При этом упрочняющая фаза при адгезионном взаимодействии с матрицей выполняет функцию узлов сетки, препятствующих относительному перемещению полимерных цепей. Выявлено, что в отличие от статического прессования процесс ВП приводит к формированию более монолитной структуры, способствует увеличению контактного взаимодействия между полимером и металлом, что приводит к минимальным термическому расширению и термомеханическим деформациям ПКМ (рис. 7). Последующее спекание спрессованного взрывом ПКМ стабилизирует активирован -ную ударно-волновой обработкой структуру, улучшает адгезионное взаимодействие, что снижает остаточные термические деформации и повышает теплостойкость материала. При этом деформация образцов с концентрацией металла более 50 % после ВП и ВП+спекания одинакова, что подтверждает участие всего объема полимера в адгезион-

е %

40

30

20

10

г*

—3,4

100

200

300

400

Рис. 7 Зависимость термического расширения ПКМ 50% Ф-4+50% меди от температуры: 1 - СП; 2 - СП+спекание; 3 - ВП; 4 - ВП+спекание

ном взаимодействии и усиление межмолекулярного взаимодействия в межфазном слое, в отличие от СП, где полимер спекается, как в мало-наполненных композициях.

Повышенная активность физико-химического взаимодействия между матрицей и наполнителем при УВО по сравнению со статическим прессованием подтверждается изменением хода кривых ДТА и увеличением температур разложения ПКМ, содержащих 50-80 % металла. С помощью ТГА и определения кислостойкости выявлены меньшие потери массы образцов после ВП, чем при СП, что свидетельствует о повышении термо- и кислостойкости ПКМ. При этом установлено, что интенсификация взрывной обработки (увеличение Ав с 60 до 140 кДж/м) ПКМ приводит к повышению физико-химического взаимодействия между его компонентами, выраженного в образовании более теплостойких метал-лополимерных соединений (рис. 8).

Доказано, что основное влияние на тепло- и электрофизические свойства ПКМ оказывает концентрация металла и температура испытания и в меньшей мере способ их получения. Наиболее эффективное влияние на тепло- и электропроводность оказывает наполнитель при концентрациях выше 20-30 %, когда проводимость увеличивается в 2-5 раз за счет туннельного эффекта в полимере и непосредственного контакта между частицами металла.

Пятая глава посвящена практическому применению полученных результатов исследований при разработке технологических процессов изготовления композиционных материалов и изделий многоцелевого назначения. Разработаны основные принципы оптимального проектирования и изготовления металлополимерных композитных изделий различного функционального назначения. Реализация этих принципов позволяет получать изделия с заданным уровнем физико-механических свойств, а также осуществлять их контролируемое регулирование варьированием основных параметров применяемых операций: взрывной обработки, формообразования и спекания.

На основании проведенных исследований для ОАО «Каустик» (г. Волгоград) разработаны составы и технология получения металлополимерных цилиндрических подшипников скольжения с внешним диаметром от 30 до 300 мм, высотой от 10 до 100 мм и толщиной стенки от 3 до 20 мм. Подшипники изготавливали на основе меднофторопластовой композиций. Исходя из задан-

50 75 100 125-А _

кДж/м

Рис. 8. Зависимость энергии активации процесса термодеструкции (1) и относительной энтальпии (2) от работы взрывного нагружения ПКМ 50% Ф-4+50% железа

ной прочности и триботехнических характеристик концентрацию металла в композите варьировали от 30 до 70 %. Изделия имели прочность при растяжении от 18-20 до 35-40 МПа, прочность при сжатии от 90-100 до 140-150 МПа и коэффициент трения от 0,13 до 0,19. Комплексная технология получения антифрикционных изделий заключалась во взрывном прессовании, спекании и механической обработке. Взрывное прессование осуществляли в ампулах с центральным стержнем, позволяющим получить необходимую конфигурацию изделий и обеспечить качественное спекание. За одну взрывную операцию получали несколько заготовок. При наполнении менее 50 % меди заготовки разделялись посредством отделения заданного объема порошка в ампуле специальными прокладками. Заготовки с концентрацией металла 50-70 % и каркасной структуры получали из прессовок механической обработкой. Применение разработанных изделий позволило увеличить срок межремонтной эксплуатации оборудования в 1,5-2 раза.

Рекомендована технология повышения эффективности работы и восстановления различных видов валов машиностроительного оборудования (компрессоров, редукторов и др.). Заключающаяся в взрывной напрессовке на опорные участки валов кольцевых антифрикционных металлополимерных поясков, позволяющих не только восстановить износившиеся поверхности, но и повысить триботехнические свойства узлов трения. В качестве материала антифрикционных поясков применялись композиции на основе Ф-4, наполненные 50-70 % бронзы, меди, железа, что позволяет выдерживать значительные удельные нагрузки, а также добиться высокой адгезионной прочности с поверхностью основы.

Для ОАО «ВЗБТ» разработан способ повышения эксплуатационных свойств и ремонта внутренних поверхностей элементов триботехнических узлов насосов. Технология (Патент 2186658 РФ) отличается от существующих аналогов использованием предварительного взрывного прессования для получения металлофторопластовых заготовок с 50-70 % содержанием бронзы, которые соединяются с металлической основой посредством их запрессовки и последующего спекания.

Разработана технология изготовления гермовводов двух вариантов, в зависимости от рабочих давлений, состоящих из нескольких слоев, сочетающих ме-таллополимерные композиции и Ф-4. В первом случае (давление до 1 МПа) узел выполняется из композиционного материала с радиально расположенными слоями из чистого и наполненного Ф-4, а в центральную часть впаивается медный стержень. Получение материала осуществляется совместным взрывным прессованием с последующим спеканием при 380 °С медно-фторопластовых смесей, содержащих от 30 до 75% меди. Высокая прочность композиции (при растяжении 25-35 МПа, при сжатии до 250 МПа) обеспечивала эксплуатационную надежность и долговечность узла. Для работы в условиях повышенного перепада давлений (до 10 МПа) гермоввод прессовался взрывом совместно с медным стержнем.

Созданные металлофторопластовые композиты и изделия предназначены для широкого промышленного применения в нефтехимическом и машиностроительном оборудовании в виде узлов трения, уплотнительных систем, то-

копроводящих элементов.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Путем расчета силовых и энергетических характеристик нагружения установлены закономерности взрывного прессования металлополимерных композиционных смесей в схеме цилиндрического обжатия, что позволяет регулировать степень уплотнения, механизм межчастичного взаимодействия, структуру, физико-механические свойства и качество прессуемых композитных изделий и оптимизировать построение схем взрывного нагружения для обеспечения однородных условий взрывного воздействия и исключения структурной неоднородности при прессовании крупногабаритных порошковых заготовок и изделий.

2. Предложена физическая модель ударно-волнового уплотнения высокона-полненных металлополимерных композитов, показывающая изменение механизмов уплотнения при увеличении ударного давления, достоверность которой подтверждена систематическими исследованиями закономерностей изменения их структуры и физико-механических свойств в зависимости от параметров взрывного нагружения с учетом исходных характеристик порошковых смесей и применяемых ВВ. Из модельных представлений определены количественные критерии достижения предельного уплотнения с образованием каркаса и возникновения переплавов. На основе обобщения и анализа результатов исследований предложены три механизма взрывного уплотнения наполненных метал-лополимерных композитов, соответствующие малому (до 30 %), среднему (3050 %) и высокому (более 50 %) содержанию наполнителя.

3. Высокие и стабильные свойства цилиндрических композиционных прессовок на основе фторопласта-4, наполненных дисперсными металлами (железо, медь, никель и др.), обеспечиваются ударно-волновой обработкой на следующих режимах: давление в ударном фронте 0,4-0,6 ГПа; работа обжатия метал-лополимерной смеси 0,049-0,085 МДж/м.

4. Отклонение от оптимальных режимов взрывного прессования металлопо-лимерных композитов способствует формированию структурно-механической неоднородности в виде переплавов в центральной зоне ампул, участков предельного уплотнения, недопрессовки или частичной деструкции полимера. Реализация впервые выявленного процесса плавления выгодна при создании новых металлоорганических сплавов или ПКМ с заданным сочетанием свойств.

5. Независимо от типа и количества наполнителя механические свойства ПКМ после взрывной обработки и последующего спекания выше, чем изготовленных другими способами. Наиболее выгодная модификация структуры ПКМ при взрывном воздействии, приводящая к 2-5-кратному повышению их прочностных свойств, наблюдается при концентрации металла более 30 % и обусловлена сочетанием интенсивной адгезии между полимером и металлом, особенностями строения межфазного матричного слоя и межчастичным взаимодействием металлического порошка вплоть до его переплава, что особенно перспективно при создании каркасных материалов.

6. Анализ результатов термомеханических и теплофизических исследований показал, что взрывная обработка приводит к структурной модификации полимера и интенсификации межчастичного взаимодействия, что способствует повышению адгезионной прочности за счет изменения реологических свойств и формирования стабильных сшивок. В отличие от статического прессования процесс ВП приводит к формированию взаимопроникающей монолитной структуры, что вызывает минимальные термомеханические деформации ПКМ, при этом упрочняющая фаза при адгезионном взаимодействии с матрицей выполняет функцию узлов сетки, препятствующих относительному перемещению полимерных цепей.

7. Основное влияние на тепло- и электрофизические свойства ПКМ оказывает концентрация металла и температура испытания и, в меньшей мере, способ их получения. В зависимости от этих параметров реализуются различные условия взаимодействия компонентов, определяющие конечную структуру и проводимость создаваемых материалов.

8. Определены оптимальные режимы и разработаны комплексные технологические процессы взрывного прессования цилиндрических, кольцевых и плоских металлополимерных изделий на основе наполненного фторопласта-4, обладающих в сравнении с существующими аналогами повышенными служебными свойствами (прочностью, долговечностью, износостойкостью, термо- и теплостойкостью). Внедрение разработанных композиционных материалов и изделий триботехнического и электротехнического назначения позволяет повысить эксплуатационную надежность тяжелонагруженных деталей и узлов нефтехимического и машиностроительного оборудования.

9. По заданиям ООО «ВЗБТ», ОАО «Каустик» (г. Волгоград), НИМИ (г. Москва) разработаны:

-металлофторопластовые втулки диаметром от 20 до 350 мм с 20-70 % наполнением железом, бронзой, медью;

-антифрикционные покрытия из высоконаполненных (до 70-80 % металла) ПКМ толщиной 4-20 мм на стальных изделиях плоской и цилиндрической форм (экономический эффект 200 тыс. руб.); - гермовводы для измерительной аппаратуры.

Основные положения диссертации изложены в следующих работах:

1. Патент 2186658 РФ от 10.08.2002 г. Способ получения металлофто-ропластовых покрытий из порошкообразного материала на цилиндрической поверхности изделия/АдаменкоН.А., ТрыковЮ.П., КазуровА.В. и др.

2. Металлофторопластовые композиционные материалы для направляющих скольжения с повышенной несущей способностью в узлах трения /Адаменко Н.А., Трыков Ю.П., Седов Э.В., Казуров А.В. и др.. //Конструкции из композиционных материалов.-2003.-№ 2. - с. 48-52.

3. Адаменко Н.А., Трыков Ю.П., Казуров А.В. Свойства железофторо-пластового композита, полученного взрывным прессованием в ампулах //Перспективные материалы. - 2003. - № 4. - с. 83-86.

4. Адаменко Н.А., Трыков Ю. П., Казуров А.В. Антифрикционные кольца уплотнения из полимерных композиционных материалов для сушильных барабанов

//Изв. ВУЗов. Технология текстильной промыщленности.-2003.-№ 4.-с. 104-105.

5. ТрыковЮ.П., Адаменко Н.А., Седов Э.В., Казуров Повышение эксплуатационных свойств металлополимерных композиционных материалов и изделий взрывной обработкой //Машиностроитель. - 2003. - № 12. - с. 38-40.

6. Степанищев И.Б., Казуров А.В., Коновалов К.В. Исследование термомеханических свойств фторопласта в прессовках, обработанных взрывом //Тез. докл. научных работ студентов ВолгГТУ. - Волгоград, 2000. - с. 43-44.

7. Казуров А.В.и др. Исследование термомеханических свойств фторопласта в обработанных взрывом прессовках //Тез. докл. V Региональной конф. молодых исследователей Волгоградской обл.- Волгоград, 2001. - с. 157-158.

8. Адаменко Н.А., Трыков Ю.П., Казуров А.В. и др. Особенности ударно-волновой активации фторопласта-4 //Сб. материалов Межд. конф. «Новые материалы и технологии на рубеже веков»-Пенза, 2000,-часть II—с. 65-66.

9. Структура и свойства обработанных взрывом металлополимерных композитов /Адаменко НА., Трыков Ю.П., Казуров А.В. и др. //СКМ-2001: Тез. докл. Международной конференции. - Волгоград, 2001. - с. 165-167.

10. Казуров А В. Влияние ударно-волновой обработки на структуру и свойства металлофторопластовых композитов /Тез. докл. VI Региональной конференции молодых исследователей Волгоградской области.-Волгоград, 2002.-с. 88-90.

11. АдаменкоН.А., Фетисов А.В., Казуров А.В. и др. Термомеханические свойства обработанного взрывом фторопласта //Металловедение и прочность материалов: Межвуз. сб. науч. трудов.-Волгоград, 2001. - с 29-35.

12. Казуров А.В., Фетисов А.В., Щетинина Т.В. Влияние взрывного прессования на структуру и свойства металлополимерных композиционных материалов //XXVIII Гагаринские чтения: Тез. докл. Междунар. молодежной научной конф.-Москва, 2002. - Том 1 - с. 18-19.

13. Фетисов А.В., Белоусова Т.В., Казуров А.В. Свойства композиционных материалов на основе аропласта и фторопласта-4, полученных взрывным прессованием //XXVIII Гагаринские чтения: Тез. докл. Междунар. молодежной научной конф.-Москва, 2002. -Том 1-с. 13-14.

14. Адаменко Н.А., ТрыковЮ.П., Казуров А.В., Фетисов А.В. Взрывное прессование металлополимерных композиционных материалов //Порошковые и композиционные материалы, структура, свойства, технологии получения: Материалы Междунар. конф.-Новочеркасск: ЮРГТУ, 2002. - с 27-28.

15. Адаменко Н.А., Фетисов А.В., Казуров А.В.и др. Использование взрывной обработки для получения полимерных композиционных материалов //Композиты - в народное хозяйство России (композит-02): Труды междунар. конф.-Барнаул: АлгГТУ, 2002. - с. 48-49.

16. Казуров А.В. Получение взрывным прессованием в ампулах желе-зофторопластового композита //Тез. докл. VII Региональной конф. молодых исследователей Волгоградской обл.-Волгоград, 2003. - с. 122-123.

17. Казуров А.В. Методика исследования термического расширения полимерных композиционных материалов //Тез. докл. VII Региональной конф. молодых исследователей Волгоградской обл.-Волгоград, 2003. - с. 124-125.

18. Адаменко Н.А., Казуров А.В. Антифрикционные торцевые уплотнения из полимерных композиционных материалов //Материалы II Всероссийской конференции «Прогрессивные технологии в обучении и производстве». - Камышин, 2003. -том 1 —с 14.

19. Адаменко Н.А., Казуров А В., Агафонова Г.В. Оценка адгезионного взаимодействия в наполненных полимерных композиционных материалах

»24231

//Материалы II Всероссийской конференции «Прогрессивные технологии в обучении и производстве». — Камышин, 2003. — том 1 — с 15.

20. Адаменко Н.А., ТрыковЮ.П., КазуровА.В., ФетисовА.В. Свойства металлофторопластовых цилиндрических прессовок, полученных взрывным прессованием //Сб. статей VIII Международной конф. «Проблемы машиностроения и технологии материалов на рубеже веков». - Пенза, 2003. - с. 362-364.

21. АдаменкоН.А., КазуровА.В., Фетисов А.В., Агафонова Г.В. Термостойкие полимерные композиционные материалы, полученные взрывным прессованием //Тез. докл. V Международной конференции «Полимерные материалы пониженной горючести». - Волгоград, 2003. - с. 21-22.

22. АдаменкоН.А., ТрыковЮ.П., Казуров А.В., Седов Э.В. Свойства же-лезофторопластового композита, полученного взрывным прессованием в ампулах //Металловедение и прочность материалов: Межвуз. сборник науч. трудов,— Волгоград, 2003. - с. 47-54.

23. Адаменко Н.А., Трыков Ю.П., Казуров А.В., Седов Э.В. Свойства же-лезофторопластового композита, полученного взрывным прессованием в ампулах //Известия Волг. гос. тех. ун-та Выпуск 1, Серия 5 Материаловедение и прочность элементов конструкций. - Волгоград, 2003. - с. 47-54.

24. Адаменко Н.А., ТрыковЮ.П., Казуров А.В., Агафонова Г.В. Полимерные композиционные материалы, полученные взрывным прессованием //Современные технологии и материаловедение: Международный сб. науч. тр., под ред. Ю.А. Баландина. — Магнитогорск, 2004. - Выпуск 2 - с. 4-7.

25. Казуров А.В. Термическое расширение наполненных металл ополи-мерных композиционных материалов //Тез. докл. VIII Региональной конференции молодых исследователей Волгоградской обл.-Волгоград, 2003. — с. 166-168.

26. Казуров А.В. Новый способ получения металлофторопластовых покрытий //Тез. докл. VIII Региональной конференции молодых исследователей Волгоградской обл.-Волгоград, 2003.-с. 168-170.

27. Адаменко Н.А., Казуров А.В., Рогозин В.Д., Мантарошин А.П. Особенности взрывного прессования и свойства антифрикционных металлополи-мерных материалов //Новые перспективные материалы и технологии их получе-ния-2004: Сб. науч. тр. Междунар. конф.,- Волгоград, 2004. - Том 2 - с. 12-13.

Личный вклад автора:

В работах /6,7,8,11/ автором изучено влияние взрывной обработки на структуру и физико-механические свойства полимеров, используемых в качестве матриц при создании ПКМ. Работы /2,3,9,10,12-15,18,20-24,27/ посвящены изучению взрывного прессования наполненных полимерных композитов и исследованию их структуры и физико-механических свойств. В работах /17,19,25/ представлена разработанная автором новая методика оценки уровня адгезионного взаимодействия в ПКМ и определения их термомеханических свойств. Созданию изделий различного функционального назначений, в которых автор принимал непосредственное участие, посвящены работы /1,4,5, 16,26/.

Подписано в печать т.н. .2004 г. Заказ Тираж 100 экз. Печ. л. 1,0. Формат 60 х 84 1/16. Бумага офсетная. Печать офсетная.

Типография «Политехник» Волго1радского государственного технического университета. 400131, Волгоград, ул. Советская, 35

Введение.

Глава 1. Структура, свойства и перспективы применения фторопластовых композиционных материалов.

1.1. Физико-механические свойства наполненных фторопластов.

1.2. Технология изготовления наполненных фторопластовых композиционных материалов.

1.3. Адгезионное взаимодействие и структурообразование в наполненных ПКМ.

1.4. Ударно-волновая обработка полимеров и композиционных материалов на их основе.

Выводы к главе 1.

Глава 2. Материалы и методики исследований.

2.1. Исследуемые материалы.

2.2. Взрывное прессование полимерных композиционных материалов.

2.3. Методика проведения исследований.

Выводы к главе 2.

Глава 3. Особенности взрывного прессования, структура и физико-механические свойства металлополимерных композиционных материалов.

3.1. Расчет параметров и моделирование взрывного прессования металлополимерной смеси в цилиндрической ампуле.

3.2. Влияние параметров взрывного нагружения на структуру и свойства металлополимерных прессовок.

3.3. Влияние режимов спекания на свойства металлонаполненных ПКМ на основе фторопласта-4 и капрона.

3.4. Влияние дисперсности наполнителя и состава смеси на физико-механические и антифрикционные свойства ПКМ на основе фторопласта-4 и капрона.

Выводы к главе 3.

Глава 4. Исследование термомеханических и теплофюических свойств обработанных взрывом металлополимерных композиционных материалов.

4.1. Термомеханические свойства наполненных металлофторопластовых композиционных материалов.

4.2. Теплофизические свойства наполненных металлополимерных композиционных материалов.

Выводы к главе 4.

Глава 5. Разработка технологии получения металлополимерных композиционных изделий с использованием взрывной обработки.

5.1. Проектирование комплексной технологии получения металлополимерных композитов.

5.2. Разработка технологии получения взрывным прессованием антифрикционных металлополимерных изделий.

5.3. Разработка технологии взрывного прессования металлополимерных покрытий с использованием коаксиального взрывного обжатия.

5.4. Технология изготовления токопроводящих узлов из ПКМ.

Выводы к главе 5:.

Расширение областей эффективного использования полимерных композиционных материалов (ПКМ) на основе трудноперерабатываемых адгезион-ноинертных полимеров, обладающих высокими эксплуатационными свойствами, представляет важную практическую и научную задачу. Особую актуальность приобретает ее решение применительно к ответственному высо-конагруженному в силовом и,термическом отношениях оборудованию в химической, нефтяной, энергетической и др. промышленных отраслях. Однако, практическое использование полимеров и их композиций с малыми добавками наполнителей ограничивает эксплуатационные возможности создаваемых узлов и конструкций: вследствие сравнительно невысокой прочности и; низкой износостойкости. Их повышение за; счет увеличения концентрации наполнителей в ПКМ трудно реализуемо по причине низкой адгезионной активности полимеров, технологической, сложности производства высоконаполненных и каркасных ПКМ на основе трудноперерабатываемых полимеров, в частности фторо-пласта-4 (Ф-4), необходимости применения дорогостоящего специализированного оборудования; Указанные ограничения и сложности обуславливают необходимость поиска и разработки новых или усовершенствова ния: существующих способов, получения ПКМг с повышенными физико-механическими и служебными свойствами.

Повышение физико-механических свойств ПКМ достигается за счет увеличения адгезионной активности компонентов,что приводит в итоге к их лучшему межчастичному взаимодействию. Перспективным способом улучшения адгезионной активности компонентов является их структурная модификация при механическом, химическом, физическом илш комплексном воздействиях, применение которых зачастую возможно только в лабораторных условиях и для малых объемов веществ, что требует интенсификации исследований по разработке новых прогрессивных процессов активации этих материалов. Ударно-волновая обработка (УВО) является эффективным способом получения наполненных ПКМ с повышенными служебными свойствами за счет физикохимической модификации структуры и увеличения адгезионного взаимодействия между компонентами композиционной системы. Несмотря на то, что в области ударно-волновой обработки полимеров и композитов на их основе накоплен значительный теоретический и экспериментальный материал, ряд вопросов, касающихся влияния условий получения на их структуру и свойства, еще мало изучен. Практически не изучены особенности УВО металлонаполненных ПКМ, не достаточно изучены закономерности изменения структуры и физико-механических свойств ПКМ в процессе последующего спекания и других воздействий; Открытым остается. вопрос о возможности применения* инженерных методов расчета ударно-волновых параметров в прессуемом объеме ПКМ для дальнейшего прогнозирования качества прессовки. Не найдено достаточно полного решения комплексной проблемы создания высокоэффективных технологий взрывного прессования высоконаполненных металлополимерных цилиндрических прессовок и получения металлополимерных покрытий. Решение этих вопросов, требующих комплексного изучения, позволит разработать научные рекомендации технологических процессов УВО порошковых ПКМ^ управлять их структурой и свойствами при производстве перспективных композитных изделий с повышенными служебными свойствами.

Цель работы - создание высоконаполненных металлополимерных композитов взрывным прессованием в ампулах на основе изучения их структуры и свойств и разработка технологических процессов получения изделий многофункционального назначения для использования в ответственных конструкциях машиностроительного и нефтехимического оборудования.

В работе решены следующие задачи:

1. Произведен расчет и определены оптимальные ударно-волновые параметры взрывного прессования дисперсных металлополимерных композиций в ампуле.

2. Установлены закономерности изменения структуры и свойств ПКМ в зависимости от расчетных параметров УВО.

3; Исследовано влияние режимов последующего спекания на свойства прессовок после взрывного прессования.

4. Изучено изменение структуры, физико-механических и теплофизи-ческих свойств металлонаполненных ПКМ при ударно-волновом воздействии.

5. Разработаны комплексные технологические процессы получения высоконаполненных металлополимерных заготовок и покрытий с учетом выявленных закономерностей;

6. Определены области эффективного промышленного использования разработанных ПКМ.

Диссертационная» работа состоит из введения, пяти глав, общих выводов; списка литературы и приложения,, содержащего акт о внедрении результатов диссертации. Материал изложен на 188 страницах, включая 14 таблиц, 87 рисунков и список использованной литературы из 190 наименований.

Общие выводы

1. Путем расчета силовых и энергетических характеристик нагружения установлены закономерности взрывного прессования металлополимерных композиционных смесей в схеме цилиндрического обжатия, что позволяет регулировать степень уплотнения, механизм межчастичного взаимодействия; структуру, физико-механические свойства и качество прессуемых композитных изделий и оптимизировать построение схем взрывного > нагружения для з обеспечения^ однородных условий взрывного воздействия: и исключения структурной неоднородности . при прессовании крупногабаритных порошковых заготовок ш изделий.

Т. Предложена: физическая; модель ударно-волнового уплотнения высокона-полненных металлополимерных композитов, показывающая^ изменение механизмов уплотнения при увеличении ударного давления; достоверность которой подтверждена; систематическими исследованиями закономерностей i изменения; их структуры и физико-механических свойств в зависимости от параметров взрывного нагружения: с учетом исходных характеристик порошковых смесей и применяемых ВВ. Из модельных представлений определены; количественные критерии достижения;; предельного уплотнения с образованием каркаса и возникновения i переплавов. На; основе обобщения и анализа результатов исследований предложены три * механизма; взрывного уплотнения; наполненных металлополимерных композитов, соответствующие малому (до 3 0; %), среднему (3 050 %) и высокому (более 50 %) содержанию наполнителя.

3. Высокие;и стабильные свойства цилиндрических композиционных прессовок на основе фторопласта-4, наполненных дисперсными металлами (железо; медь,.никель, и др.), обеспечиваются\ударно-волновой' обработкой; на следующих режимах: давление в ударном фронте 0,4-0,6 ГПа; работа обжатия. метал-лополимерной смеси 49-85 кДж/м.

4. Отклонение от оптимальных режимов взрывного прессования металлополимерных композитов способствует формированию • структурно-механической неоднородности в виде переплавов в центральной зоне ампул, участков предельного уплотнения, недопрессовки или частичной деструкции полимера. Реализация впервые выявленного процесса плавления выгодна при создании новых металлоорганических сплавов или ПКМ с заданным сочетанием свойств.

5. Независимо от типа и количества наполнителя механические свойства ПКМ после взрывной обработки и последующего спекания выше, чем изготовленных другими способами. Наиболее выгодная модификация структуры ПКМ? при взрывном воздействии, приводящая' к 2-5-кратному повышению их прочностных свойств, наблюдается при концентрации металла более 30 % и обусловлена сочетанием интенсивной * адгезии * между полимером и металлом, особенностями строения5 межфазного матричного слоя и; межчастичным взаимодействием металлического порошка вплоть до его переплава; что особенно перспективно при создании каркасных материалов.

6. Анализ результатов термомеханических и теплофизических исследований показал, что взрывная; обработка приводит к структурной модификации полимера и интенсификации межчастичного взаимодействия, что способствует повышению адгезионной прочности за счет изменения-реологических свойств и формирования стабильных сшивок. В* отличие от статического прессования процесс ВП приводит к формированию взаимопроникающей монолитной? структуры, что вызывает минимальные термомеханические деформации ПКМ; при этом упрочняющая фаза при * адгезионном взаимодействии с матрицей выполняет функцию узлов сетки, препятствующих относительному перемещению полимерных цепей.

7. Основное влияние на тепло- и электрофизические свойства ПКМ1 оказывает концентрация металла и температура испытания и, в меньшей мере, способ их получения. В зависимости от этих параметров реализуются различные условия взаимодействия компонентов, определяющие конечную структуру и проводимость создаваемых материалов.

8. Определены оптимальные режимы и разработаны комплексные технологические процессы взрывного прессования цилиндрических, кольцевых и плоских металлополимерных изделий на основе наполненного фторопласта-4, обладающих в сравнении с существующими аналогами повышенными служебными свойствами (прочностью, долговечностью, износостойкостью, термо- и теплостойкостью). Внедрение разработанных композиционных материалов и изделий триботехнического и электротехнического назначения позволяет повысить эксплуатационную надежность тяжелонагруженных деталей и узлов нефтехимического и машиностроительного оборудования.

9. По заданиям ООО «ВЗБТ», ОАО «Каустик» (г. Волгоград), НИМИ (г. Москва) разработаны:

-металлофторопластовые втулки диаметром от 20 до 350 мм с 20-70 % наполнением железом, бронзой, медью;

-антифрикционные покрытия из высоконаполненных (до 70-80 % металла) ПКМ толщиной 4-20 мм на стальных изделиях плоской и цилиндрической форм (экономический эффект 200 тыс. руб.); - гермовводы для измерительной аппаратуры.

1. Тепло и термостойкие полимеры /Пер. с нем. Под ред. Я.С. Выгодского. М.: Химия. 1984. 1056 с.

2. Термопласты конструкционного назначения /под ред. Тростянской Е.В.— М.: Химия, 1975.-240 с.

3. Massya A. Heat-resistant polymer //Kobunsi Kako. Polim. Appl.- 1972.- 21.-№12.- P.794-800.

4. Истомин Н.П., Семенов А. П. Антифрикционные свойства композиционных материалов на основе фторполимеров.- М.: Наука, 1981.-147с.

5. Пугачев А.К., Росляков О.А. Переработка фторопластов в изделия.- JI.: Химия, 1987.- 65с.

6. Паншин Ю.А. Фторопласты.- JL: Химия, 1978.- 230 с.

7. Фторопласты //Справочник. Инженерный журнал.-2001 .-№ Ю.-с. 8-12.

8. Справочник по пластическим массам /под ред. Катаева В.М., Попова В.4., Сажина £.#-М.:Химия, 1975-т. 1.-448 с.9. 1 Синтетические полимеры и пластические массы на их основе /Справочник, изд 2-е доп.-М.: Химия, 1966.-768 с.

9. Михайлин Ю.А., Кербер М.Л., Горбунова НЮ. Связующие для полимерных композиционных материалов //Пластические массы. 2002. - № 2 -с. 14-21.

10. Жарин Д.Е., Селиванов О.Ю., Гунеров А.Ф. Конструкционные новые металлонаполненные полимерные композиты //Пластические массы—2002—№ 6.-е. 37-38.

11. Семенов А.П. Новые области применения металлофторопластовых подшипников//Машиностроитель.- 1997.-№9.- с. 16-29.

12. Курицина А.Д., Истомин И.П. Композиционные материалы и покрытия на базе фторопласта-4 для сухого трения в подшипниках скольжения.- М.: Машиностроение, 1971.- 52 с.

13. Семенов А.П., Савинский Ю.Э. Металлофторопластовые подшипники -М.: Машиностроение, 1976. 192 с.

14. Новые износостойкие полимерные материалы фрикционного и антифрикционного назначения, их применение в промышленности /Материалы краткосрочного семинара //Л: 1980. - 86 с.

15. Армированные пластики /под; ред. Головкина Г. С., Семенова В.И.-М.: Издательство МАИ, 1997.-404 с.

16. Николаев В.К., Доморацкий В.А. Металлофторопластовые подшипники для эксплуатации в условиях морской среды / //Трение и износ. — 2001. — т. 22 № 2-е. 180-181.

17. Основные направления развития композиционных термопластичных материалов Ш.Л. Айзинсон и щ). М;: Химия, 1988.- 47 с.

18. Михайлов:КВ., Сидорчук С.В., Лаврусенко С.Р. Политетрафторэтилен в медицине //Пластические массы. 20011- № 8 - с. 38-41.

19. Ричардсон М. Промышленные полимерные композиционные материалы.-М.: Химия, 1980.-472 с.

20. Трофимов Н.Н., Канович М.З. Основы создания полимерных композитов. -М.: Наука, 1999.-538 с.

21. Берлин А.А., Ошмян Н.С. Принципы создания композиционных полимерных материалов. М: :Химия, 1976, 170 с.

22. Кац Г.С., Милевски Д.В. Наполнители для полимерных композиционных материалов.- М.: Химия, 1981.- 736 с.

23. Белый В.А: Металлополимерные материалы и изделия. М.: Химия, 1979.- 135 с.

24. Симонов-Емельянов ИД., Кулезнев В.Н. Основы: создания композиционных материалов.- М.: Химия, 1986.- 220 с.

25. Ениколопов Н.С., Берлин А:А., Волъфонсон С.А., Оишян В.Г. Принципы создания полимерных композиционных материалов.-М.: Химия, 1990.-238 с.

26. ГОСТ Р 50579-93 Материалы композиционные полимерные. Классификация.

27. Негнатов Н.С., Ибадулаев У.М. Композиции на основе поливинилхлорида; наполненные высококачественным тонкоизмельченным воллостанитом //Пластические массы. -2001. № 1-е. 31-32.

28. McGarry F. Polymer composites // Annu. Rev. Mater. Sci.: Keynote Top.: Struct. Mater. Vol.24> Palo Alto (Calif.), 1994.- P.63-82.

29. Fluorine plastic armored by carbon filament // Konstruktion.- 1995;- 47.-№12.- P.25-27.

30. Пат 5420191 США, МКИ5 С 08 К5 / 02. Политетрафторэтилен с повышенным сопротивлением ползучести ; Опубл. 30.5.95.

31. Шелестова В.А. Введение волокон фторопласта-4 в углепластики как метод повышения их износостойкости // Трение и износ.- т. 17.- №5.- с. 699-702:

32. Есъков Б.Б. Композиционные антифрикционные материалы и технология изготовления // Изобретатели машиностроению: Сб. ст.- М;, 1996.- с. 42-44.

33. Воронцов П.А., Семенов А.П. Металлофторопластовый материал для гидродинамических опор скольжения //Вестник машиностроения.- 1996.- № 10.-с. 9-11.

34. Лагунов B.C. Антифрикционный композиционный материал на основе фторопласта-4 // Машиностроитель .- 1995.- №10.- с. 25-26.

35. Горбацкевыч Г.М. Модифицированные высоконаполненные полимерные композиции //Пластические массы. 1990. - № 10 - с. 49-52.

36. Натансон Э.М., Брык М.Т. Металлополимеры //Успехи химии.- 1972:-т.12.-№8.- с. 1465-1493:

37. Гуль В.Е. Электропроводящие полимерные материалы.-М.: Химия, 1968.— 248 с.

38. Гуль В.Е., Шенфиль JI.3. Электропроводящие полимерные композиции .М.: Химия, 1984-240 с.

39. Дулънев Г.Н., Заричняк Ю.П. Теплопроводность смесей и композиционных материалов. Справочник.-Л.: Энергия, 1974—264 с.

40. Коваленко Н.А., Сыроватская И.К. Исследование физических свойств композиций на основе политетрафторэтилена с электропроводящими наполнителями сложного состава //Пластические массы. 2000. - № 4— с. 9-11.

41. Электропроводные металлофторопластовые композиты /Лагунов B.C. и dp //Машиностроитель. — 2000. № 1 — с. 36-37.

42. Свинецсодержащие антифрикционные материалы на основе политетрафторэтилена /Рогов В.Е. и др. //Трение и износ. — 2001. т. 22 № 1 - с. 104-108.

43. Охлопкова А.А., Виноградов А.В.Износостойкость и деформационно-прочностные характеристики политетрафторэтилена, содержащего ультрадисперсные оксиды и нитриды металлов //Трение и износ.- 1996,-т. 17.-№3.- с. 382-385.

44. Охлопкова А.А:, Слепцова С.А. Использованием оксидных и нитридных керамик для модификации политетрафторэтиленаУ/Трение и износ. — 1999. т. 20№ 1-е. 80-85.

45. Охлопкова А:А. Использование природного; цеолита для повышения триботехнических характеристик ПТФЭ //Трение и износ. 1999. - т. 20 № 2. -с. 228-231.

46. Влияние активированного модификатора на деформационно прочностные и триботехнические свойства политетрафторэтилена /Охлопкова и др. //Пластические массы. — 1999. № 8. - с. 17-20.

47. Адрианов О.А., Слепцова М.И. Применение природных цеолитов Якутии для модификации полимерных материалов //Пластические массы. — 1999. № 8 - с. 40-42.

48. Влияние механической активации цеолита на структуру политетрафторэтилена /Слепцова и др. //Пластические массы.-1999.-№ 8-с. 4346.

49. Слепцова СЛ., Охлопкова А.А. Исследование термодинамических параметров композиционных материалов на основе политетрафторэтилена и ультрадисперсных наполнителей //Пластические массы-2000. № 11 .-с. 26-29.

50. Брощева П.Н., Охлопкова А.А., Ючюгяева Т.С. Влияние природных цеолитовых пород на трибологические свойства политетрафторэтилена //Трение и износ. 2001. - т.22 № 1 - с. 58-61.

51. Кропотин ОВ. Структура и вязкоупругие свойства армированного углеродным волокном политетрафторэтилена // Материаловедение.- 1997.- №4.-с. 19-21.

52. Особенности влияния армирующего углеродного волокна «Урал Т10» на структуру и некоторые физико-механические свойства политетрафтороэтилена /Кропотин О.В. и др. ИТрение и износ. 1998. - т 19 № 4. - с. 492-497.

53. Влияние фуллереновой сажи на трибологические свойства фторопласта-4 и фторопластового композита Ф-4К20 /Гинзбург Б.М. и др. //Трение и износ. -1999. т. 20 № 5. - с. 555-562.

54. Машков Ю.К. Трибофизика и свойства наполненного фторопласта.-Омск: Изд-во ОмГТУ, 1997.- 191 с.

55. Машков Ю.К. Влияние межфазного слоя на теплоемкость и износостойкость наполненного политетрафторэтилена //Трение и износ.- 1998.-т.19.- №4.- с.487-492.

56. Структура и свойства ПТФЭ модифицированного природным скрытокристаллическим графитом /Машков Ю.К. и др. //Трение и износ.— 2000. -т.21 № 1.-е. 47-51.

57. Структура и износостойкость модифицированного политетрафторэтилена /Машков Ю.К. и др. Омск: Изд-во Омск. ГТУ, 1998. - 143 с.

58. Повышение эксплуатационных свойств композитов на основе политетрафторэтилена. Часть I Влияние состава и вида наполнителей на структуру и свойства композитов /Машков Ю.К. и др. //Трение и износ. — 2002. -т. 23№2-с. 181-187.

59. Гузеев В.В., Иванова Л.Р. Разработка новыхполимерных материалов для узлов трения центробежных насосов //Химическая промышленность. 1999. -№ 3 - с. 59-61.

60. Гузеев В.В., Иванова JI.P., Хоробрая Е.Г. Разработка новых полимерных и керамических материалов для узлов трения нефтянных центробежных насосов //Химическая промышленность. 2001. - № 5 - с. 50-56.

61. Оценка механической прочности фторопласта Ф-4К20 /Мясничков В.Г. и др. //Пластические массы. 1990. - № 10 - с. 48-49.

62. Теплофизические свойства? многокомпонентных полимерных композиционных материалов на основе политетрафторэтилена: /Барановский В.М. и др. //Пластические массы.- 1986. № 11 -с. 8-9.

63. Теплофизические свойства КМ на основе политетрафторэтилена /Пугачев А.К. и др. //Пластические массы. 1987. - № 3 - с 56-57.

64. Новожилов А.П., Гальперин В.М., Красева С.Г. Композиции с использованием отходов фторопластов //Пластические массы. — 1987. № 3 - с. 31-32.

65. Волкова В. К. Теплофизические свойства композиционных материалов на основе ГГГФЭ /Омский гос. тех. ун-т. Омск, 1997. - 17 с. на степень кандидата техн. наук. Автореферат диссертации.

66. Пахаренко В:А: и др Теплофизические и реологические характеристики и коэффициенты наполненных термопластов: Справочник Киев Наукова думка, 1983 128 с.

67. Изнашивание политетрафтороэтилена, модифицированногоультрадисперсными оксидами хрома и циркония /Митронова Ю.Н., и др. //Материалы, технологии, инструменты. — 2000. т. 5 № 1. - с. 55-58.

68. Триботехнические свойства композита ФЛУВИС /Серафимович В.В:, Шелестова В.А., Горбацкевич Т.Н., Гракович П.Н. //Трение и износ. — 2001. т 22 № 1-е. 109-112.

69. Точилъников Д.Г., Гинзбург Б.М. Влияние фуллереновой сажи на трение покоя фторопластов при упругом контакте со сталью в отсутствии смазочного материала //Трение и износ. — 2002. № 1 - с. 60-63.

70. Погосян А.К., Отанесян КВ., Исаджаян А.Р. Композиционные материалы на полимерной основе с использованием минеральных наполнителей //Трение и износ. 2002. - № 3. - с. 324-325.

71. Прочность дисперсно-наполненных полимерных композитов /Бобрышев AiHJ и др. //Пластические массы-2003 .-№ 1-е. 15-17.

72. Буренин ВВ. Применение подшипников скольжения из полимерных антифрикционных материалов для роторных машин //Пластические массы-2003 :-№■ 1.-е. 41-44.

73. Структура и свойства малонаполненного политетрафторэтилена /Адрианова О.А. и ф. //Механика композитных материалов.-1986.-№ 3.-е. 399401

74. Структурная модификация материалов металлополимерных трибосистем /Гладенко и др. //Трение и износ. 1998. - т 19 № 4 - с 523-528.

75. Лагунов B.C., Есъков Б. Б. Устройство для изготовления металлофторопластов способами компрессионной пропитки // Техника машиностроения.- 1995.- №4.- с. 86-87.

76. Лагунов B.C. Устройство для изготовления антифрикционных композитов способами компрессионной пропитки // Машиностроитель .- 1997.- №5.- с. 2425.

77. Лагунов B.C., Есъков Б.Б. Экспериментально-теоретическое конструирование металлофторопластов // Машиностроитель .- 1997.- № 11.- с. 16-19.

78. Пат 2048269 Россия, МКИ6 В 22 F3 / 26. Иваненко В.В. Способ изготовления самосмазывающегося металлофторопластового подшипника скольжения ; Опубл. 20.11.95.

79. Машков ИВ. Перспективы применения процесса высокоскоростного формования изделий из полимерных композиционных материалов //Машиностроитель.- 2000.- №8.- с. 24-27.

80. Зерщиков К.Ю. Разработка технологии изготовления металлополимерных узлов энергетического оборудования с учетом напряженно-деформированного состояния применяемых композитов: Автореф. дис. .канд. техн. наук / ВолгГТУ.- Волгоград, 1994. 19 с.

81. Седов Э.Д. Разработка технологии получения полимерных композиционных материалов и изделий с использованием обработанных взрывом дисперсных термопластов: Автореф. дис. .канд. техн. наук /ВолгГТУ.- Волгоград, 1999. -22 с.

82. Открытие №125 СССР. Явление полимеризации в ударной волнq /Г.А. Ададуров, БаркаловИМ;, Голъданский В.И. и др.; 1973.

83. Кулешова Л.В. Электропроводность нитрида бора, хлористого калия и фторопласта-4 за фронтом ударных волн // ФТТ.- 1969.- т. 11.- вып.5.-с.1085-1088.

84. Ададуров Г.А. Экспериментальное исследование химических процессов в условиях динамического сжатия // Успехи химии .- 1986.- т.5.- №4.- с.555-578.

85. Ададуров Г.А., Дремин А.Н., Михайлов A.M. Динамическое воздействие на полимеры // ФГВ.- 1977.- № 3.- с. 41-42.

86. Адаменко НА., Трыков Ю.П., Седов Э.В. Свойства фторопластовых композиционных материалов, полученных взрывным прессованием //Перспективные материалы.- 1999.- №4.- с. 68-72.

87. Павлов А.И., Адаменко Н.А. Воздействие ударных волн на металлополимерные композиции //Труды Н-го совещания по обработке материалов взрывом. Новосибирск, 1981.-е. 174-176.

88. Адаменко Н.А., Павлов А.И. Явления, наблюдаемые при воздействии высоких давлений на термостойкие полимеры и металлополимерные смеси //Влияние высоких давлений на свойства материалов.- Киев: Наукова думка, 1983.-е. 179-182.

89. Адаменко Н.А: О влиянии высокоскоростного прессования на деформируемость полимеров //Физика и техника высоких давлений.- 1989.-вып.31.- с. 67-69.

90. Опыт использования энергии взрыва для создания новых композиционных материалов на основе фторопласта-4 и сверхвысокомолекулярного полиэтилена /А.И. Павлов, Н.А. Адаменко, Ю.П. Трыков и др. //Конструкции из композиционных материалов.- 1990.-№3.-с.41-46.

91. Структурные изменения фторопласта при взрывном прессовании в цилиндрических ампулах /Н.А. Адаменко, Ю.П. Трыков, ВН. Apucoea и др. //Физика и химия обработки материалов. — 2000. №5. - с. 54-57.

92. Адаменко Н.А., Apucoea В.Н., Фетисов А.В. Структура и свойства фторопласта и сверхвысокомолекулярного полиэтилена, полученных взрывным прессованием //Пластические массы. 2000 — №10 - с. 12-15.

93. Адаменко Н. А., Трыков Ю: П., Фетисов А.В. Ударно-волновая обработка дисперсного фторопласта-4 //Материаловедение.- №6.- 2000.- с. 38-42.

94. Структура и свойства обработанных взрывом дисперсных термопластов /Н.А. Адаменко, Ю.П. Трыков, Э.В. Седое, А.В. Фетисов //Материаловедение.-№1.- 2001.- с. 36-40;

95. Бордзиловский С.А., Караханов С.М. Электросопротивление политетрафторэтилена при ударном сжатии //Физика горения и взрыва-2002:-т.38;№6.-с: 127-133;

96. Powell J. New achievements in fluorine plastics technology//"Proc.2nd Conf. Mater.Eng. MEL- London, 1985.- P.101-105.104; Горбаткина IO.А. Адгезионная прочность в системах полимер-волокно.-М;: Химия, 1987.-302 с.

97. Плюдеман. Э. Поверхности раздела в полимерных композитах; М.: Мир, 1978.- 294с.

98. Берлин А.А., Басин В.Е. Основы адгезии полимеров. М.: Химия, 1974.391 с.

99. Липатов Ю. С. Физическая химия наполненных полимеров.- М:: Химия, 1997.-304 с.

100. Белый В.А., Егоренков Н.И., Плескачевский Ю.М. Адгезия полимеров к металлам. Минск: Наука и техника, 1971.-288 с.109; Possart W. Physical problems of the phase border in polymer / metal distinction // Potsdam. Forsch. В.- 1989.- №59:- с. 98-118.

101. Chemistry adhesion of, metal-polymer interfaces // P.S. McApplied Surface Science.- 1989.-P. 559-566.

102. Корягин С. И. Теории адгезии < и экспериментальные методы исследования прочности сцепления // Пласт, массы.- 1997.- №3.- с. 17-21.

103. Electronic structure of metal/polymer interfaces: investigation of interaction of aluminum with the surface of atomic polymers / Lazzaroni R:, Uvdal K., Stafstorm S., Salaneck W.R. II J; Electrochem. Sic.- 1990.- 137;- N3.- P.109.

104. Вакула В.Л., Притыкин Л.М. Физическая химия адгезии полимеров.- М.: Химия, 1984.- 222 с.

105. Андреева Т.А. Адгезионная прочность металлополимерных композиционных материалов // Пласт, массы.- 1999.- №7.- с. 26-27.

106. Механизм адгезионного взаимодействия металлического покрытия с активированным фторлоном-4 /Виленский A.M., Вирлич Э.Э., Стефанович Н.Н., Кротова Н.А.Н Пласт.массы.-1973.-№5.- с. 60-61.

107. Механизм формирования композиционных фторопластовых покрытий и их защитные свойства /Селиванова Н.М. и др., Казан, гос. технолог, ун-т. — Казань, 2001.- 16 с.

108. Морозова Е.М., Зуйков А.В., Шапохина О.П. Методы исследования поверхностных свойств полиэтиленовых волокон //Материаловедение. 2001. --№ 3 — с. 22-26.

109. Зеленев Ю.В., Шеленский О. Ф. Определение скорости терморазрушения полимерных систем с учетом образования вторичной пористости / //Материаловедение. 2001. - № 11 — с. 20-23.

110. Королев А.Я. Химическое модифицирование поверхности твердых тел как метод регулирования их адгезионных свойств //Клеи и технология склеивания.-М.: Оборонгиз, 1960.-е. 35.

111. Modified poly-tetra-fluorine-ethylene // Mod. Plast. Jnt.- 1996.- 26.- №10.-P.135.

112. Chang К. Updating of a surface tetraphtorethylene and improvement him adhesion to metal by an irradiation by Ar-ions in an atmosphere of oxygen // Abstr. Master Res. Soc. Fall. Mett., Boston. Mass., nov. 27- dec. 1? 1995.- Boston (Mass), 1995.-C. 46.

113. Модифицирование поверхности трения фторопласта ароматическими полигетероариленами /Ленская Е.В:, Рогов В.Е., Могнонов Д.М. ИТрение и износ. 2002 - № 2 - с. 188-191.

114. Способ повышения адгезионной прочности фторопластовых покрытий /Савинов М:Ю. w dp: //Актуальные проблемы электрохимической технологии: Саратовский гос. тех. ун-т.-Саратов, 2000.-е. 304-308.

115. Брискман Б А., Розман С. И. Термические характеристики облученного ПТФЭ //ВМС.- 1986.- т.28.- №6.- с. 1246-1304.

116. Vanni Н, Rabolt /. Fourue transform infared investigation of the effect of irradiation on the 18-30°C phase transmission in PTFE // J. Polym. Sci. Polym. Phys. Ed.- 1980.- vl8.- №3.- P. 587-596;

117. Разработка основ метода радиационно-привитой регенерации аморфизированного политетрафторэтилена IВ.М:Холодова, И.М. Баркалов, В.И: Гольданский и др. //ВМС.- 1977.- т.19.- №7.- с.1638-1642.

118. Кристаллизация политетрафторэтилена под действием у-излучения 13еленев Ю.В. и др. //Пластические массы. 2002 - № 1 - с. 19-22.

119. Зеленев Ю.В., Коптелов А.А., Садовничий Д.Н. Процессы тепловыделения в полимерах при гамма-облучения //Материаловедение. 2001. - № 8 - с. 28-32.

120. Зеленев Ю.В., Коптелов А.А., Хромов В.И. Кинетика физико-химических процессов, протекающих при воздействии у-излучения на политетрафторэилен //Изв. ВУЗов. Химия и химическая технология-2003—т. 46, №1-с. 61-66.

121. Регель В.Р., Черный Н.Н., Бобоев Т.Б. Влияние ультрафиолетовой радиации на скорость релаксации напряжений в полимерах // Механика полимеров.- 1977.- №4.- с. 615-618:

122. Саид-Галиев Э.И., Никитин JI.H. Возможности лазерной модификации поверхности? полимерных композитов // Механика композитных материалов.-1993.-№2.- с.259.

123. Толочко Н.К. Особенности лазерного селективного спекания свободнонасыпанных порошковых слоев типа металл-полимер //ФХОМ.- 1996.-№5;- с. 13-17.

124. Толочко Н.К. Формирование межчастичных контактов и перегруппировка частиц при лазерном спекании смеси порошков металлов и полимеров //Перспективные материалы. 1999. - № 3 - с. 13-15.

125. Тескер С.£. Автореферат на .кандидататехнических наук.

126. Белега Ж.Г. Влияние ультразвуковой обработки на прочностные характеристики политетрафторэтилена //Материалы научн.-техн. конф. Харьковского института радиоэлектроники.- Харьков, 1968.- с. 218-2231

127. Вербовская С.Н., Шрубович В.А: Влияние плазменной обработки на модификацию поверхности политетрафторэтилена //Пласт, массы.- 1977.- №8.-с. 45-47.

128. Влияние высокочастотной газоразрядной плазмы на адгезионные характеристики политетрафторэтилена /Воющий В.А., Ротер Е.А., Тетерский В. А:, Тынный АЛ. И ФХММ.- 1976.-№4.- с. 100-104.

129. Багиров А.А., Аббасов А.Т., Малин В.П. Воздействие электрических разрядов на полимерные диэлектрики//ВМС.- 1975.- №11.- с. 90-98:

130. Устройство для изготовления фторопластовых композитов с использованием переменного магнитного поля /Панин А.А., Лагунов B.C. //Машиностроитель-2003.-№ 7-с. 35-37.

131. Использование переменного магнитного поля в изготовлении фторопластовых композиционных материалов /Панин В.Г., Лагунов B.C. //Машиностроитель-2003.-№ 9.-е. 15-17.

132. Райнхарт Дж. С., Пирсон Дж. Взрывная обработка металлов.— М.: Мир, 1966.—392с.152: Конон Ю.А., Первухин Л.Б., Чудновский АД. Сварка взрывом. — М.: Машиностроение, 1987. — 216с.

133. Атрощенко Э.С., Розен А.Е., Голованова Н.В. Разработка научных основ формирования структуры и свойств композиционных материалов с улучшенными свойствами, полученных взрывным прессованием //Материаловедение.—1998.—№ 4.— с. 26-30.

134. Кинетика спекания металлических порошков после статического и взрывного прессования /Атрощенко Э.С., Иванов B.C., Красулин Ю.Л. и др. //ФХОМ.- 1976.- №1.- с. 135.

135. Роман О.В., Горобцов В.Г. Импульсное нагружение порошковых материалов // Актуальные проблемы порошковой металлургии.— М.: Металлургия, 1990.— с.78-100.

136. Витязь П.А., Жданович Г.М., Роман О.В. Импульсное прессование металлических порошков //Прогрессивные способы изготовления металлокерамических изделий.- Минск, 1971.- с. 88-108.

137. Прюммер Р.А. Обработка порошкообразных материалов взрывом.— М.: Мир, 1990.— 128с.

138. А.С. 597153 СССР. Адаменко Б.Г., Волчков В.М., Трудов А.Ф. Способ изготовления плоских изделий прессованием порошков ; Опубл. 1978.- ДСП.

139. Пикус И.М., Роман О.В. О возможности экспериментального определения температуры нагрева пористых тел при взрывном нагружении // ФГВ.- 1974.-№5.- с. 782.

140. Рогозин В.Д. Взрывная обработка порошковых материалов: Монография ВолгГТУ, Волгоград, 2002. 136 с.

141. Гетерогенный разогрев пористых материалов при ударно-волновом деформировании и критерии образования прочных компактов /Нестеренко 2?. Ф. //Сборник трудов 9-й международной конференции, Новосибирск, 1986. — с. 157-162.

142. Кипарисов С.С., Либенсон Г.А. Порошковая металлургия.-— М.: Металлургия, 1980.— 425с.

143. Балыиин М.Ю. Научные основы порошковой металлургии и металлургии волокна.— М.: Металлургия, 1972.— 336с.

144. Жданович Г.М. Теория прессования металлических порошков.— М.: Металлургия, 1969.— 264с.

145. Физика взрыва /Ф.А. Баум, Л:П. Орленко, К.П. Станюкович и др. — М.: Наука, 1975.—704с.

146. Зельдович Я.Б., Райзер Ю.П. Физика ударных волн и высокотемпературных гидродинамических явлений. М.: Наука, 1966 - 688 с.

147. Trebinski R. Analysis of the compression process of a cylindrical sample by a pressure pulse-moving at a constant velosity along the side surface // J.Techn.Phys.— 1990.— V.31, № 3-4.— P.401-425.

148. O'Donnel R.G. Parameters describing the cylindrical explosive consolidation technique // Propellants, Explos, Pyrotechn.—1993 — V.18, № 4.— P.230-236.

149. Матыцин А.И. Анализ процесса компактирования порошка в цилиндрическом контейнере на основе простой модели //ПМТФ.—1988.—№ 1.—с. 61-70.

150. Матыцин А:И. Особенности деформации цилиндрических контейнеров и керамических порошков при их взрывном прессовании //Прикл. мех. и техн. физ.- 1998.-39.-№6.- с. 159-166.

151. Горельский В.А., Зелепугин С.А. Расчет ударно-волнового компактирования керамического порошка в цилиндрической ампуле // Механика твердого тела.- 1998,- №6.- с. 82-89.

152. Светлов Б.Я., Яременко Б.Я. Теория и свойства промышленных ВВ. М;: Недра, 1973.—208с.

153. Поздняков З.Г., Росси Б.Д. Справочник по промышленным взрывчатым веществам и средствам взрывания.-М.:Недра, 1977.- 253с.

154. Уэндлайт У. Термические методы анализа.- М.: Мир. 1979.- 433 с.

155. Тейтельбаум Б.Я. Термомеханический анализ полимеров.- М.: Химия, 1979.-234 с.

156. Ферри Дж. Вязкоупругие свойства полимеров.- М.: Изд-во иностр. литры, 1963.- 535 с.

157. Зеленев Ю.В., Комиссаров Ю.А., Минакова Н.В: Диагностика и прогнозирование свойств полимерных материалов на основе данных релаксационной спектрометрии //Пластические массы. 2001. - № 3 - с. 15-17.

158. Зеленев Ю.В., Новиков В.Г. Исследование релаксации напряжения; в ПТФЭ при деформации сжатия //Механика полимеров. 1966. - № 2-е. 234-239.

159. Крыжановский В.К., Бурлов В.В:, Паниматченко А.Д. Применение термомеханического анализа для оценки технологических свойств полимерных материалов //Пластические массы. 2002. - № 3. - с. 18-21.

160. Об одном методе^термического?анализа для?неразрушающего контроля теплофизических свойств < полимеров /Майникова Н. Ф., Муромцев ЮЛ., Рогов И.В., Балашов А.А. //Пластические массы. — 2001. №11 — с; 30-33.

161. Куренков В. Ф: Практикум по химии и физике полимеров.-М.: Химия, 1990 —304 с.

162. Оробинский В:И. Прогрессивные методы шлифования и их оптимизация.— Волгоград: Изд: ВолгГТУ, 1996.— 218с.

163. Брискман Б.А., Рогова В Н., Дударев- В.Я., Нойфех А.Н. Исследование кристалличности ПТФЭ методами РСА и ДСК // BMG.- 1989.- №7.- с. 539-543.

164. Мартынов М.А., Вылегжанина К.А. Рентгенография полимеров.-Л::Химия,1972.- 96 с.