автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.01, диссертация на тему:Создание металлополимерных композиционных материалов и технологических процессов их получения с использованием взрывной обработки порошковых термопластов

На правах рукописи

Для служебного пользования Экз. № «3

Адамснко Нина Александровна

СОЗДАНИЕ МЕТАЛЛОПОЛИМЕРНЬТХ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ ИХ ПОЛУЧЕНИЯ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ВЗРЫВНОЙ ОБРАБОТКИ ПОРОШКОВЫХ ТЕРМОПЛАСТОВ

Специальность 05.02.01 Материаловедение (машиностроение)

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук.

Волгоград 2001

Работа выполнена в Волгоградском государственном техническом университете.

Научный консультант: доктор технических наук, профессор

Трыков Ю, П.

Официальные оппоненты: академик ПАН РБ, доктор техничес-

ких наук, профессор Роман О.В.

доктор технических наук, профессор Головкин Г.С.

доктор технических наук, профессор Атрощенко Э.С.

Ведущая организация: АО «ЦНИИ спенмашиностроения»

(г. Хотьково, Московской обл.)

Защита диссертации состоится июня 2001 г. в 10® часов на заседании диссертационного совета Д 212.028.02. в Волгоградском государственном техническом университете по адресу 400131, г. Волгоград, проспект Ленина, 28.

С диссертацией можно ознакомиться в научно-технической библиотеке Волгоградского государственного технического университета.

Автореферат разослан 11 мая 2001 г.

Ученый секретарь диссертационного совета Д 212.028.02 | Кузьмин С.В.

1гГ^

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Развитие машиностроения предопределяет постоянное повышение эксплуатационных свойств материалов, что делает чрезвычайно актуальной проблему получения наиболее перспективных по многим показателям металлополимерных композитов и изделий, применение которых должно быть значительно расширено. Анализ исследований в этой области свидетельствует о приоритетном развитии полимерных композиционных материалов (ПКМ) на основе термопластичных, особенно термостойких полимеров, высокие физико-мехшшческис свойства которых могут быть достигнуты регулированием взаимодействия на границе полимер- наполнитель в процессе их формирования. Эффективно влияние на структуру и свойства ПКМ высокоэнергетических термомеханических воздействий, приводящих к активации адгезионного взаимодействия компонентов, что требует интенсификации исследований по разработке прогрессивных нетрадиционных процессов получения новых материалов.

В связи с этим перспективным является применение взрывной обработки - нового технологического способа воздействия на материалы, обеспечивающего реализацию одновременно высоких давлений, скоростей на-гружения, температур, приводящих к активации вещества. Научные исследования и технологические разработки в этой области посвящены в основном металлическим, керамическим порошкам и неорганическим соединениям, в меньшей мере органическим веществам, в том числе полимерам. В создании новых материалов на основе металлов и термопластов ударно-волновая обработка (УВО) - иногда единственно приемлемый способ получения композитов из веществ с резко различающимися свойствами не нашла достойного применения из-за недостаточной изученности процесса взрывного прессования дисперсных полимеров и их композиций, закономерностей ударно-волнового воздействия на структуру, адгезионные, прочностные свойства термопластов. Решите этих вопросов, требующих комплексного изучения, позволит разработать научные основы технологических процессов взрывной обработки порошковых полимеров, управлять их структурой и создать новые перспективные ПКМ и изделия с повышенными служебными свойствами.

Актуальность работы подтверждается тем, что материалы диссертации являются результатом исследований, проводимых автором в соответствии с Координациошшм планом Госкомитета СМ СССР по проблеме 0.72.01, Общесоюзной программой но решению научно-технической проблемы 0.08.17 «Порошковая металлургия» (1985-1991) и научно-

техническими программами Минобразования и Мшшауки по приоритетным направлениям развития науки и техники: «Конструкционные материалы со специальными свойствами» (1989-1995), «Новые полимерные материалы» (1992-1995), «Наукоемкие технологии» (1991-1998), «Вторичная переработка полимеров» (1992-1993), «Университеты России» (1993-1995), «Перспективные материалы» (1998-2000); двумя грантами но фундаментальным исследованиям в области технологии производства авиакосмической техники, раздел «Конструкционные материалы», межвузовской инновационной научно-технической программой «Развитие инновационной деятельности в вузах России», подпрограмма «Исследования в области порошковой металлургии» (1992-94) и более 30 хозяйственными договорами с предприятиями, КБ и НПО.

Цель работы. Создание научных основ ударно-волновой обработки порошков термопластичных полимеров и металлополимерных композиций, изучение особенностей фазовых превращений и структурообразования, приводящих к активации полимера под воздействием энергии взрыва, разработка и внедрение новых композиционных материалов и изделий с повышенными служебными свойствами, а также технологических процессов их получения.

Для достижения указанной цели в работе решены следующие задачи:

- исследование структурных изменений нри УВО дисперсных термопластических полимеров и их влияния на физико-механические и адгезионные свойства;

- теоретическое обоснование прохождения в полимерной прессовке генерируемых ударной волной процессов дефектообразования структуры и механохимических реакций, оказывающих активирующее действие;

- исследование влияния УВО на компактирование, ударно-волновую активацию и формирование свойств слоистых и наполненных ПКМ с учетом дисперсности, количества наполнителя и исходной пористости смеси;

- исследование взаимосвязи между параметрами УВО, физико-химическими, адгезионными и реологическими свойствами полимеров и создаваемых композиционных материалов;

- разработка технологии сварки фторопластов через активированный взрывом полимерный порошок для обеспечения равнопрочности сварных швов сложнопрофильных элементов и конструкций;

- разработка и внедрение комплексных технологий изготовления композиционных материалов и изделий различного функционального назначения с применением активированных взрывом дисперсных полимеров, металлов, тканей, керамики.

Научная новизна

1. Новым научным положением, направленным па раскрытие механизма формирования высокопрочных соединений в системе полимер-полимер и полимер-металл является открытие процесса ударно-волновой активации (УВА) дисперсных полимеров - нового в полимероведении метода управления структурой и свойствами термопластов и композиций на их основе.

2. Предложена и экспериментально подтверждена механо-химическая модель в виде системы микрореакторов, объясняющая механизм УВА полимера в процессе его уплотнения, сопровождающегося дефектооб-разованием, разрушением кристаллических и надмолекулярных структур, механо-химическими реакциями макромолекул.

3. Установлена возможность регулирования реологических свойств, фазового состояния, температурных характеристик, энергии активации процессов термодеструкции полимеров в зависимости от их термостойкости и механизма структурного реагирования на высокоэнергетические воздействия изменением параметров УВО и исходной пористости прессовок.

4. Впервые установлены закономерности образования структурной химической и физической неоднородностей при взрывном нагружении плоской и скользящей ударными волнами порошков термопластов и их композиций с металлами и оксидами, что позволяет управлять процессами ком-пактирования, УВА и адгезионного взаимодействия.

5. Впервые в материаловедении мсталлополимеров теоретически обосновано и подтверждено экспериментально активирующее влияние УВО на межмолекулярное и адгезионное взаимодействие, вплоть до химического, неполярных термопластов Ф-4 и СВМПЭ, что способствует 3-6 кратному повышению прочности наполненных и слоистых ПКМ, получению равнопрочных сварных соединений фторопластов.

Новизна результатов подтверждена авторскими свидетельствами СССР и патентом РФ.

На защиту выносятся:

- механо-химическая модель, раскрывающая механизм активации полимерной и металлической компонент при УВО наполненной или слоистой композиционной систем;

- определение взаимосвязи между параметрами УВО, исходной пористостью полимерной и металлополимерной прессовок, структурой и физико-механическими свойствами получаемых материалов;

- результаты теоретически обоснованных и экспериментально установленных структурных изменений при У ВО полимеров и их влияния на процессы спекания и формирования адгезионных соединений;

- методы управления процессами дефектообразования, совершенствования структуры, термодеструкции, величиной плотности в зависимости от термостойкости и физического состояния полимера, состава композиции, количества и дисперсности наполнителя;

- методология создания комплексных технологических процессов получения ПКМ на основе трудноперерабатываемых и адгезионноинертных термопластов с применением взрывной обработки полимерных порошков, приводящей к его активации и повышению когезионной и адгезионной прочности в соединениях полимер-металл;

- технологические процессы ВП и УВА при производстве материалов и изделий из ПКМ на основе оптимизаций конструктивного построения схемы, параметров нагружения, состава и структуры наполненного и слоистого полимерных композитов, режимов термической обработки.

Достоверность результатов обеспечивается использованием совре-мешшх технических средств и методов исследования структуры и свойств материалов: рештеноструктурного анализа (ДРОН-3), дифференциально-термического и термогравиметрического анализов (дериватограф 0-1500), термомеханических испытаний, ИК-спектроскопии, оптической и электронной микроскопии, измерения твердости и микротвердости, исследования шероховатости, физических, механических свойств и определения прочности соединения покрытий с металлами, юмерительно-вычислительных комплексов для определения параметров взрывной обработки и триботехниче-ских испытаний; она подтверждается также успешной реализацией разработанных материалов в промышленности.

Практическая значимость работы состоит в том, что новая взры-во-термическая технология позволяет расширить области применения ПКМ на основе порошков неплавких полимеров и их металлополимерных композиций в изделиях машиностроительного назначения в качестве антифрикционных, коррозионостойких, криогеностойких и термостойких. Обоснована эффективность промышленного применения активированных полимерных порошков при изготовлении наполненных и слоистых композитов и изделий с высокими прочностными и служебными характеристиками, а также при сварке ответственных конструкций из фторопласта-4.

Предложены перспективные структурные схемы и составы ПКМ, разработаны технологические процессы, изготовлены и поставлены пред-

пршггаям опытные и опьггао-промышлешше партии композиционных узлов и изделий различного функционального назначения:

- металлофторопластовые втулки диаметром 20...350 мм с 20-70 % наполнением железом, бронзой, медью (НПО «Карболит», г. Кемерово; ЦНИ-ИСМ, г. Хотьково; АООТ «Каустик», г. Волгоград);

- сегментные подшипники скольжения толщиной 20...40 мм и направляющие полозы гидрозатворов Волжской ГЭС;

- антифрикционные пояски на цилиндрических специзделиях, гермовводы для глубоководных аппаратов (НИМИ; ВНИИОФИ, г. Москвф

- блоки вакуумных электровводов и измерительных микрозондов с изоляторами го Ф-4 для радиотехнической и криогенной аппаратуры (НПО «Вектор», г. Санкт-Петербург; ВНИИ «Геофизика», г. Москва);

- полимерные покрытия Ф-4 и СВМПЭ на металлах, сплавах, керамике и изделиях сложной формы (Волжская ТЭЦ-2; НПО «Технологию), г. Обнинск; НПО «Коминтерн», г. Санкт-Петербург; ИФТПС ЯФ СО РАН, г. Якутск; Киевский механический завод);

- фильтрующие 5-, 30- и 60-слойные элементы, уплотнителыше и демпфирующие композиционные мембраны и емкости, работающие в условиях совместного действия агрессивных сред и циклических нагрузок (АООТ «Каустик», г. Волгоград; Волжская ТЭЦ-2; НПО им. С.А. Лавочкина, г. Москва; НПО «Композит», г. Королев Московской обл).

- сварные соединения труб, конусов, сосудов, оболочек из Ф-4 (НПО «Вектор», г. Санкт-Петербург; АООТ «Каустик», г. Волгоград).

Опыт эффективного использования созданных полимерных и метал-лополимерных композиционных материалов и изделий свидетельствует о перспективности расширения областей их промышленного применения и развития указанного направления. Экономический эффект от внедрения разработок составил 600 тыс. руб. (в ценах 1999 г.) и 250 тыс. руб. (в ценах 1991 г.), доля автора составляет 70 %.

Результаты работы используются в учебном процессе при подготовке инженеров по специальности «Конструирование и производство изделий из композиционных материалов» и магистров по программе «Перспективные конструкционные материалы и высокоэффективные технологии».

Апробация. Основные результаты работы доложены на 9 международных симпозиумах и конференциях (Новосибирск, 1982, 1986; Алма-Ата, 1984; Волгоград, 1996-1999; Москва, 1990; Эль-Пасо, Техас, США, 1995; Пенза, 2000); 22 Всесоюзных и Российских научно-технических совещаниях и конференциях (Минск, 1978, 1981, 1987, 1990, 1991; Ташкент, 1980; Москва, 1981, 1993, 1995, 1997, 2000; Черноголовка, 1983; Обнинск, 1992,

1995; Пермь, 1993; Свердловск, 1989; Киев, 1977, 1989, 1990; Уфа, 1979; Рига ,1987) и 10 республиканских совещаниях и семинарах (Гомель, 1974; Санкт-Петербург, 1980; Куйбышев, 1984; Пенза, 1982; Одесса, 1980, 1987; Киев, 1983, 1987; Рубцовск, 1991; Николаев, 1991; Волгоград, 1992.).

Публикации. Материалы диссертации опубликованы в 112 работах, в том числе в 56 статьях в центральных, зарубежных, отраслевых журналах, 25 научно-технических сборниках и отражены в 8 авторских свидетельствах СССР и патенте РФ.

Структура а объем диссертации. Диссертация состоит из введения, шести глав, общих выводов, списка литературы из 398 наименований и приложений, изложена на 395 страницах, включая 155 рисунков и 33 таблицы.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается актуальность темы диссертации, сформулированы цель, научная новизна, показана практическая ценность полученных в работе результатов.

В первой главе приведен обзор литературных данных и сделан анализ по влиянию высокоэнергетических воздействий на структуру и свойства неполярных термопластичных полимеров, их роли в формировании адгезионного взаимодействия при создании полимерных композиционных материалов (ГЖМ), так как при совмещении этих полимеров с наполнителями наиболее существенной представляется проблема их адгезионной инертности. Обоснована необходимость новых подходов к формированию адгезионных связей в металлополимерных системах при сочетании ударно-волнового и термического воздействий, которые базируются на исследованиях Белого В.А., Плескачевского Ю.М., Свиридёнжа А.И., Егоренкова Н.И., Юркевича O.P., Берлина A.A., Липатова Ю.С., Калниня М.М., Кулез-нева BU, Тростянской Е.Б., Головкина Г.С., Симонова-Емельянова И.Д., Горбаткиной Ю.А., Чалых А.Е., Дерягина Б.В. и др. Рассмотрены особенности взрывного прессования, фазовых и химических превращений при УВО, приоритет в области которой принадлежит отечественным научным школам (Дерибас A.A., Роман О.В., Пашков П.О., Анциферов В.Н., Бацанов С.С., Дремин А.Н., Атрощенко Э.С. и др.). Фундаментальные и технологические разработки посвящены наиболее изученным в работах Бреусова О.Н, Ада-дурова Г.А., Ставера А.М., Иестеренко В.Ф., Горобцова В.Г. и др. металлическим, керамическим порошкам и неорганическим соединешвш. Показана перспективность изучения явлений активации вещества, наблюдаемых в

подвергаемых воздействию энергии взрыва различных порошковых смесях, для получения новых материалов, в том числе мегаллонолимерных с повышенными свойствами. Значительно меньше работ посвящено органическим веществам, особенно полимерам и их композициям, большой вклад в общее понимание физико-химических изменений в которых внесли Каргин В.А., Ямпольский П. А., Гольданский В.И., Баркалов И.М., Игнатович Т.Н., Зубарев В.И., Тальрозе В.Л. и др.

На основе анализа особенностей формирования адгезионных контактов и модифицирующего влияния на адгезию в системе полимер-металл высоких энергий показана необходимость комплексного изучения процесса УВО порошковых полимеров, их композиций и разработки мегодов управления структурой и свойствами получаемых материалов.

Во втопой главе на основе литературных данных по взрывной обработке материалов различных составов и результатов собственных исследований проведена классификация методов и схем ударно-волновой обработки порошковых материалов, проанализированы особенности взрывного воздействия на порошковые среды, выбраны схемы и рассчитаны параметры па-гружения порошкообразных полимеров. Показано, что многообразие схем и устройств для взрывной обработки приводит к значительным трудностям в сопоставлении результатов, так как остаточные изменения в веществе происходят, в основном, на ширине ударного фронта и зависят от незначительных изменений в схеме.

Предложены принципы конструирования, позволяющие учитывать особенности порошковых полимеров (химическую структуру, сжимаемость, низкую термостойкость, термодеструкцию и т. п.), что вносит ограничения по применению для них наиболее распространенных схем взрывной обработки. Разработаны новые и за счет конструктивных дополнений усовершенствованы существующие технологические схемы для взрывного прессования порошков термопластичных полимеров и их композиций с металлами, оксидами, позволяющие реализовать состояния, широко различающиеся по соотношению давления, температуры и получать плоские и цилиндрические заготовки толщиной до 40 мм и диаметром до 280 мм. Схемы скользящего нагружения являются более предпочтительными для получения высокоплотных прессовок, так как обеспечивают вытеснение воздуха в слой балластного материала, снижая его отрицательное влияние на процессы уплотнения и деструкции полимера Метод нагружения в цилиндрической ампуле позволяет реализовать условия течения за ударной волной, благоприятные для деформации частиц, их лучшей упаковки и взаимодействия, что особенно существегаю при обработке металлополимерных смесей.

Анализ применяемых схем УВО неорганических порошков показал, что ш-за сложности быстропротекающих физико-химических процессов расчетным путем затруднено получение достоверной количественной информации о закономерностях формирования структуры, образования опасных видов химической и физической неоднородностей при различных параметрах УВО и требует для полимеров постановки специальных экспериментов. Проанализированы существующие научные принципы выбора технологических параметров УВО более изученных неорганических порошков и доказана целесообразность их применения к полимерным порошкам. Расчет параметров ударно-волнового нагружешш в условиях плоских и ампульных схем производился по разработанным в научном коллективе ВолгГТУ методикам с измерением скорости ударного фронт а с помощью диэлектрических датчиков и применением математического аппарата и прикладных программ для ЭВМ.

Анализ полученных зависимостей показал неоднозначность влияния исходного состояния полимера и параметров нагружения на реализуемые давления (Р=0,1-50 ГПа) и длительность импульса (5-150 мкс). На характер изменения давления (массовой скорости и) существенно влияют скорость детонации ВВ (1800-4200 м/с) и исходная плотность полимерной прессовки (ро=20-80%). Наиболее высокие давления (до 15 ГПа) с меньшей длительностью импульса (5-10 мкс) достигаются в более плотных прессовках (ро=80%), чем в насыпных порошках, и в центральной зоне ампулы.

В третьей главе на основе предложенной модели теорешчески обоснована механохимическая модификация дисперсного полимера и активация его адгезионного взаимодействия с металлом, изучено влияние конструктивно-технологических параметров применяемых схем УВО, давления ударной волны, исходной пористости прессовок на структуру, плотность, физико-механические свойства обработанных взрывом материалов.

Применение ударных волн дает возможность осуществлять особый тип механических воздействий, развиваемых в полимерном материале за короткий промежуток времени, создавая все условия для протекания химических превращений, что позволяет считать УВО новым направлением в механохимии полимеров. Предложенная модель раскрывает механизм активации дисперсных полимеров, рассматривая его механическое разрушение при ударно-волновом воздействии на основе кинетической теории прочности твердых тел Журкова С.Н. Согласно термокинетической концепции в ударном фронте, ширина которого соизмерима в полимере с размером макромолекул или надмолекулярных структур, образуются дефектные состояния химической и физической природы. При этом ведущими актами разру-

шения являются: возбуждение межатомных связей в нагруженной полимерной цепи, разрыв их за счет термических флуктуации, накопление свободных радикалов и вторичные процессы.

Температурно-временная зависимость долговечности совпадает с функциональной зависимостью скорости накопления свободных радикалов и с увеличением скорости нагружения возрастает вероятность хрупкого разрушения. Образование свободных радикалов означает перевод полимеров в более активную форму с повышенной энергией. При перемещения в поре они быстрее вступают в реакции с другими молекулами и атомами, чем успевают рекомбинировать, образуя вторичные радикалы с меньшей энергией активации. При этом происходит образование внутри и межмолекулярных сшивок, новых функциональных групп, макромолекул с по-новому соединенными фрагментами, вероятна деструкция, а значит потеря целостности прессовки вблизи места первичного разрыва химической связи.

Объем активации деформации уменьшается с увеличением давления и при развиваемых УВО составляет 40-45 А3 (для Ф-4, СВМПЭ), что соизмеримо с размерами кристаллитов и аморфных прослоек. Процесс разрушения перенапряженных макромолекул способствует разрушению надмолекулярных структур полимера, их разупорядоченности и повышению дефектности кристаллитов. Скорость роста трещины (до 107 м/с) может превосходить скорость ударного фронта и акт разрушения вполне вероятен. Наитие пористости интенсифицирует нагрев и дефектообразование.

Участие в процессе УВО других компонентов - металлов, оксидов, способных к адгезионному взаимодействию с полимеров при создании композитов, позволяет совместить два процесса: активацию соединяемых поверхностей и их сближение до расстояний межатомного взаимодействия с образованием химических связей. При прохождении ударной волны и ее выходе на свободную поверхность металла образуется его локальный активированный участок с повышенной поверхностной энергией за счет: измельчения дисперсных частиц, откола неровностей, образования ювениль-ных поверхностей, очистки от оксидов, деформации и разрушения зерен, повышения плотности дефектов. Участие в реакции кислорода воздуха, находящегося в порах прессовки и кратерах металлических частиц, обеспечивает образование кроме Ме-С химических связей типа МеОС-, МеООС- и высокую адгезионную прочность соединений полимер-металл, а как вследствие более высокие механические свойства металлополимерных композиционных материалов. Возможно также межчастичное взаимодействие металлических частиц при их столкновении и деформации с высокими скоростями, как при УВО металлических порошков.

Теоретически обоснованные сгруетурте изменения происходят одновременно с процессом уплотнения порошковой системы, влияют на качество прессовок и формирование свойств получаемых полимерных и метал-лополимерных материалов. Это подтверждено экспериментально взрывным прессованием порошков фторопласта-4 (Ф-4) и его композиций, содержащих металлы (20-50% бронзы, железа) или аропласт, по плоским и ампуль-ной схемам нагружения. Исходная пористость (П) изменялась от 10 до 80% предварительной подпрессовкой порошка давлением от 0,5 до 50 МПа.

Установлено, что качество прессовок, максимально достигаемая плотность (98%) и пороговые значения Р и и границ максимального уплотнения, разуплотнения за счет деструктивных процессов зависят от исходной пористости образцов, начального давления ударного нагружения и характера его изменения по высоте при однократном нагружении плоской ударной волной или по радиусу при обработке в ампуле. Процессу прессования затухающей плоской ударной волной при высокой исходной пористости материала (П=80%) препятствует сильный разогрев воздуха в порах, вызывающий его ионизацию, и термодеструкция полимера. Возникающая неоднородность сжатого состояния приводит при высоких скоростях ( и>850 м/с) к разрыхлению полимерной прессовки и снижению ее плотности по сравнению с достигаемой при и<500м/с. Тепловой фактор является определяющим для пороговых значений Р и и, приводящих к деструкции полимера. Это подтверждается улучшением прессуемосга металлофторопластовой смеси с 20% бронзы, способствующей за счет хорошей теплопроводности, снижению теплового воздействия на полимер. Наилучшая компактируемость порошка Ф-4 и его композиций с бронзой, обеспечивается 60% исходной плотностью и взрывным прессованием на оптимальных параметрах (0,5-0,8 ГПа, и==340-450 м/с), что определяет толщину наиболее плотного слоя 20-40 мм.

При обработке в цилиндрических ампулах с повышением исходной пористости до 50-60% прессовки из Ф-4 и его композиций с металлами и аропластом неоднородны по сечению. В центральной части ампулы, где наблюдается скачкообразный рост давления, создаются благоприятные условия для деформации, взаимодействия частиц, плавления, образуются зоны с волокнистым, ориешгированным вдоль направления ударного фронта материалом, размер которых зависит от исходной пористости и давления УВО, а при П > 70 % появляются осевые каналы в виде пустот, как и в прессовках из металлокерамических порошков.

Взрывное прессование порошков Ф-4, сверхвысокомолекулярного полиэтилена (СВМПЭ), голисульфона, полиариалата (П=40%) показало, что

наиболее высокая плогаость материала прессовок достигается применением низких давлений (Р < 1 Ша) (рис. 1). Для получения прессовок с теоретической плотностью из термостойких жесткоцепных полимеров: аропласта, фенилона, полиимидов требуются более высокие давления (Р = 1,5-2,5 ГПа). Величины оптимальных давлений соответствуют термостойкости полимеров, что подтверждает термокинстическую концепцию их ударно-волнового разрушения. С повышением давления происходит хрупкое разрушение прессовок из жесткоцепных полимеров по характеру аналогичное, как на керамических порошках. Присутствие в смесях полимеров более пластичной составляющей (Ф-4) снижает уровень допустимого давления с 2,5 ГПа до 0,5 ГПа. При обработке полимерных порошков плоской ударной волной многократного отражения увеличение энергии отраженных волн способствует наряду с деструктивными процессами расслоению прессовок по высоте.

Проведенные исследования показали, что получение взрывным прессованием качественных высокоплотных прессовок го дисперсных термопластов и их композиций без наличия опасных неоднородностей достигается при оптимальных параметрах, зависящих от конструктивного построения схемы, исходной пористости заготовки, термостойкости и физического состояния полимеров. Исследование влияния УВО на свойства материалов, получаемых из порошков Ф-4, Ф-2М, СВМПЭ и металлоиолимерных композиций, свидетельствует о возникновении межмолекулярного взаимодействия в поверхностных слоях порошинок, их схватывании, что активирует

Активация фазового перехода у обработанного взрывом Ф-4 подтверждается более интенсивным изменением его плотности, прочности и твердости при нагреве, а также более быстрым достижением и более высокой плотности у прессовок после ВП и нагрева при 1=320 °С (близкой к фазовому переходу, ^=327 °С), чем у статически спрессованных. После спекания при 1=330 °С (т=2ч) материал имеет такие же плотность и твердость, как после 370 °С, рекомендуемой для промышленного Ф-4.

процесс последующего снекания.

Рис. 1. Зависимость плотности полимерных прессовок от давления УВО. 1 - ПСФ. 2 - ПОД-2.3 - СЗ. 4 - ПМ-68.

В результате У ВО и спекания при 1=190 °С достигнуто повышение прочности СВМПЭ до 58,5 МП а за счет превалирования процесса сшивания с появлением переплетений и пространственной сетки в отличие от 38 МПа у статически спрессованного полимера Происходит также рост прочности фторопласта Ф-2М в 1,5 раза за счет ориентации макромолекул вдоль направления ударного фронта с одновременным образованием между ними водородных связей, свойственных этому полимеру. Впервые установленная активация процесса спекания полимеров, а также более высокая прочность материалов как непосредственно после ВП, так и после спекания, подтверждают возникновение яри УВО межмолекулярного взаимодействия в граничных слоях частиц порошка.

В отличие от высокоэластичных полимеров при спекании в свободном состоянии жесткоцепных полиарштата, полисульфона, фенилона СЗ, поли-оксадаазола (ПОД-2) резко снижается их плотность в области температур стеклования. Повышение температуры (260°-ПА, 280°-ПСФ, 360°-СЗ) и улучшение межмолекулярного взаимодействия при УВО способствуют мо~ нолитизации прессовок толщиной до 3 мм. Прессовки из быстродеструкти-рутощих полимеров (СЗ и ПОД-2) толщиной более 5 мм требуют одновременного воздействия оптимальных температур и давлений (Р = 0,1-0,2 МПа). Принципиальное отличие взрывного прессования состоит в том, что характерным для полимеров является их спекание в свободном состоянии, когда другие способы, например, компрессионное спекание аропласта, требуют давлений до 100-150 МПа.

Поведение полимеров при спекании прессовок является следствием прошедших при УВО структурных изменений и обусловлено понижением термической устойчивости кристаллических образований и их большей дефектностью в результате взрывного воздействия, что подтверждается тер-момеханичсским (ТМА), рентгеносгруктурным (РСА) и дифференциально-термическим (ДТА) анализами. Изучение структурной модификации УВО Ф-4, Ф-4МБ, Ф-2М, СВМПЭ, ПВХ показало, что механизм структурных преобразований, инициированных ударными волнами, зависит от характера структурного реагирования полимеров, условий УВО и приводит к образованию поперечных связей (водородных, сшивок), повышающих температуры фазовых и физических переходов, прочность и твердость материалов (СВМПЭ, Ф-2М), или к механохимическим реакциям с образованием менее устойчивых, более дефектных состояний материалов (Ф-4, Ф-4МБ), улучшающих текучесть полимера.

Перестройка кристаллической структуры, дефектообразование и протекание химических реакций в полимере и при его контакте с ионизирован-

ннм воздухом усиливаются с повышением интенсивности ударного воздействия, Отмечено превалирующее влияние плоского ударного нагружения на процессы дефектообразования, приводящего к снижению термической устойчивости кристаллитов, что способствует ускорению процесса спекания. Во Ф-4, обработанном плоской ударной волной, в отличие от скользящей и обработки в ампуле по данным ТМА, ДТА и РСА наблюдается снижение температуры и более высокий уровень деформации, что указывает на структурные изменения, приводящие к снижению вязкости Ф-4, и, следовательно, улучшению реологических свойств.

РСА Ф-4 после обработки в цилиндрической ампуле (табл. 1) обнаружены существенные различия кристаллических структур в центральной и периферийной зонах, а также различно ориентированных относительно ударного фронта Интенсивная деформация порошка в центре ампулы привела к 5-6 кратному уменьшению поперечных размеров кристаллитов, увеличению их дефектности по сравнению с другими зонами прессовки и снижению степени кристалличности в 2 раза. В центральной зоне присутствует новая фаза, по параметрам близкая к графиту, свидетельствующая о частичной карбонизации Ф-4. ДТА Ф-4 в этой зоне показал повышение температуры термодеструкции до 510 °С с 450 °С у исходного полимера и снижение энергии процесса в 4 раза, что подтверждает дшшые РСА по частичной карбонизации с образованием двойных связей.

Таблица 1

Результаты РСА фторопласта-4 в различных зонах прессовки

Состояние материала Степень кристалличности, % Размер кристаллитов, А Физическое угаи-рение р2оо, МРЭД

вдоль УФ поперек УФ вдоль УФ поперек УФ вдоль УФ поперек УФ

УВО, периферийная зона 52 38 166 166 8,4 8,4

УВО, центральная зона 23 49 129 29 10,9 48

Исходный порошок 83 284 4,9

Скачкообразное изменение характера структуры подтверждается элек-тронномикроскопическими исследованиями (х 10000, рис.2): Ф-4 в центральной зоне имеет более мелкие образования, деформированные вдоль ударного фронта, в отличие от периферии. Аналогично, как на чистом Ф-4, происходит изменение характера структуры и свойств металлофторопласто-вых КМ, содержащих 50-70 % металла (AI, Fe, Си, Ti), обусловленное переходом от ламинарного течения за фронтом конической ударной к высокоскоростному за плоской ее частью. В центральной зоне ампулы полностью исчезли границы зерен металла, его частицы измельчены и равномерно распределены в объеме, по границе зоны видны оплавы. В этих зонах, исходя из теоретических предпосылок, наиболее вероятно образование металлорга-нических соединений, что подтверждается экспериментально наличием фторидов металлов.

Рис. 2. Микроструктуры Ф-4 (х 10000) поперек (а) и вдоль (б) направления ударного фронта

Полимер, полученный по схеме плоского нагружения, имеет также более высокую дефектность, зависящую от давления УВО. С увеличением давления наблюдается интенсификация фазового перехода Ф-4, повышаются реологические свойства на 15-20%, снижаются температуры плавления и термодеструкции на 10-50° и энергия активации процесса термодеструкции в 2-2,5 раза (рис.3). У преимущественно сшивающихся СВМПЭ и ПВХ за счет усиления межмолекулярного взаимодействия снижается деформируемость и изменяется характер течения как после ВП, так и после последующего спекания. С увеличением давления УВО с 0,3 до 2,2 ГПа повышается энергия активации процесса термоокисления СВМПЭ в 1,5 раза, температура его начала на 15-20°, что способствует повышешпо его когезиошой прочности и адгезионной прочности с металлом.

Частичное прохождение при УВО процессов межчастичного взаимодействия, способствующих монолитизации и имеющих обычно место при спекании, подтверждено близким ходом термомеханических кривых ПВХ после ВП и после спекания, в отличие от статически спрессованных. Усиле-

ние межмолекулярного взаимодействия л менее термостойком ПВХ, чем Ф-4, способном легко отщеплять хлор и образовывать водородные связи, объясняется достаточностью для него теплового фактора во время УВО и остаточного тепла, способствующих частичному отжигу дефектов. Отжиг дефектов за счет действия остаточных температур подтверждается также уменьшением физического уширения СВМПЭ с увеличением количества меди в композиции с 3 до 10 %.

УВО термостойких полимеров (полиимиды ПМ-68, ПМ-69, аропласт)

способствует повышению их степени кристалличности и стабилизации кристаллической фазы при последующем спекании, в отличие от статически спрессованных полимеров. По данным ИКС одновременно увеличивается молекулярный вес аропласта в 4 раза, что подтверждает активацию взрывом химических реакций с ростом цепи.

На основе анализа полученных результатов сформулированы основные условия и критерии оптимизации режимов УВА полимерных порошков различного структурного реагирования (преимущественно десгрукгирую-щих или сшивающихся) для последующего создания на их основе (ПКМ), так как физико-химическая модификация полимеров при УВО является принципиально важной для повышения адгезионного взаимодействия с металлами.

В металлофторопластах по данным РСА, ДТА и ТГА происходит улучшение адгезиошюго взаимодействия при УВО. На кривых ДТА композиций Ф-4 с никелем, медью, железом после ВП наблюдается смещение эн-допика плавления в область более высоких температур (370°С) по сравнению с чистым Ф-4 (327 °С) и его композициями после СП (290-295°С). По данным ТГА уменьшается потеря массы с 45 % до 12 % (в композициях с 50 % Ф-4) и до 3 % (с 20 % Ф-4), что связано с химическим взаимодействием полимера с металлом. Протекание химических реакций подтверждает образование (по данным РСА) фторидов металлов за счет отрыва атома фтора от молекулы Ф-4, что способствует образованию связи Ме-С-. Полученные результаты подтверждают теоретически обосновшшое нами химическое

Рис. 3. Зависимость температуры плавления (1), температуры деструкции (У (2), энергии активации (Е) процесса термодеструкции (3) Ф-4 от давления ударного прессования.

взаимодействие при формировании адгезионных связей при УВО металло-полимерных композиций. Одновременно повышается энергия активации процесса термодеструкции металлополимеров, которая зависит от тала металла и возрастает в ряду железо, медь, никель, и влияет на прочность наполненных металлофторопластов. Взрывная обработка приводит к химическому взаимодействию в смесях полимеров (фторопласт с аропластом и фе-нилоном), а также к образованию модифицированных фторполимеров при обработке порошков полиэтилена и лолиакрилата с бифторидом калия. В ЙК-спекграх полученных фторполимеров появляются характерные для групп СБ и СР2 полосы поглощения.

Четвертая глава посвящена особенностям формирования адгезионных соединений в наполненных и слоистых ПКМ в зависимости от состава композиции, условий УВА полимера, модификации и природы субстрата, температурно-временных режимов воздействия при создании металлополи-мерных композитов с повышенными физико-механическими и эксплуатационными свойствами.

Структурные изменения в полимерах при УВО, приводящие к повышению внутренней энергии в виде дефектов кристаллического строения, аморфизации структуры полимера, измельчению кристаллов, способствуют активации адгезионного взаимодействия, реализуемого в повышении прочности наполненных и слоистых композитов, сварных соединений неполярных полимеров. Эффективность активации процесса адгезионного взаимодействия определяется совмещением взрывного и термического воздействий.

Механические испытания на сжатие и растяжение (прочность, модуль упругости, пластичность) металлонаполненных композитов, отслаивание и отрыв слоистых металлополимерных композитов выявили повсеместное увеличение прочности материалов, полученных с применением взрывной активации полимеров. Установлено, что наиболее высокие свойства ПКМ достигаются при совместной взрывной обработке полимерной и металлической компоненты в виде дисперсной или слоистой системы, когда реализуется одновременное улучшение реакционной способности матрицы и наполнителя, их химическое взаимодействие с повышением адгезионной прочности.

Прочность при растяжении металлофторопластовых КМ с содержанием до 50 % никеля, меди, бронзы, железа в 2-3 раза выше, чем после СП (спекание Н380°С) (рис.4). Интенсивный рост прочности ПКМ, содержащих более 30 % металла, связан как с повышением адгезионного взаимодействия, так и с образованием мостиков схватывания между частицами металла

(сваркой) при взрыве, что согласуется с микрострукгурными исследованиями (рис.5,а). Как видно, между металлическими частицами образуется каркас, армирующий и упрочняющий композит. Повышение прочности композиций СВМПЭ с никелем и медью по сравнению со СП, обусловлено образованием сшивок как в СВМПЭ, так и с наполнителем. Для взаимодействия более тугоплавких, чем металлические частиц окевда алюминия тепловой составляющей не достаточно и прочность при растяжении КМ не повышается при содержании оксида алюминия более 40%, 1« свойства ниже, чем у металлополимеров, но выше, чем после СП.

Влияние тепловой составляющей процесса УВО на активацию адгезионного взаимодействия, которое зависит от развитости поверхности, возрастающей с уменьшением размера частиц, подтверждается максимумом прочности и пластичности металлофторопластовых композиций при 50-60% пористости, а также образованием на металлической поверхности тонкой (менее 10 мкм) оплавленной пленки Ф-4 в слоистых композитах Ф-4-сталъ, что подтверждает достижение в зоне соединения полимер-металл температур, достаточных для фазового перехода Ф-4 и его химическое взаимодействие с металлом, обеспечивающее повышение прочности соединения. Мик-рострукгурные исследования зоны соединения Ф-4 со сталью 25 и У8 (х10000) показали бездефектность границы раздела и плавный переход перлитной структуры стали У8 к полимерной составляющей (рис. 5, б).

Разработанные высоконаполненные ПКМ на основе Ф-4 и капрона,

обладающие высокими прочностью (до 380 МПа при сжатии и до 60 МПа при растяжении) и твердостью по сравнению с аналогичными отечественными и зарубежными, перспективны в качестве антифрикционных материалов. Созданные композиты с содержанием до 50% меди, бронзы, железа имеют низкий коэффициент сухого трения (Г<0,14), по износостойкости не уступают наиболее распространенному материалу Ф-4К20 и могут заменить пропитанную фторо-

Рис. 4. Зависимость прочности при растяжении композиций на основе Ф-4 после взрывного прессования от содержания наполнителя. 1 - никель, 2 - бронза, 3 - медь, 4 - железо, 5 -оксид алюминия.

пластом пористую бронзу, припеченную к металлу и получаемую более трудоемким способом компрессионной (вакуумной) пропитки. Высоконапол-ненные ПКМ с капроном (до 70% металла) имеет низкий коэффициент трения (М),02) со смазкой водой, что позволяет применять их в тяжелых условиях трения.

Рис. 5. Микроструктуры КМ 70 % Си + 30 % Ф-4 (х500) (а) и зоны соединения Ф-4 со сталью У8 (хЮООО) (б).

Установленные закономерности повышения адгезионной прочности за счет структурных изменений в полимере и улучшения его активности при УВО металлонаполненных КМ сохраняются при создании слоистых композитов и покрытий. Показана целесообразность применения разработанной комплексной технологии получения слоистых КМ с использованием двух технологических приемов взрывной обработки полимерного порошка. Созданы слоистые металлополимерные композиты (покрытия) на основе Ф-4, Ф-4МБ, Ф-10 и СВМПЭ, во-первых, формированием покрытия необходимой толщины на металлической поверхности непосредственно при взрывном прессовании слоя порошка, что обеспечивает преимущество сохранения при последующем нагреве достигнутого при УВО взаимодействия между поверхностями в наиболее активном состоянии. Во втором способе, исключающем влияние энергии взрыва на металлическую поверхность, использовался активированный взрывом полимер в виде порошка (АПП), получаемого размолом до дисперсного состояния обработанной взрывом прессовки. Это дает возможность применения традиционных технологий и нанесения покрытий на геометрически сложные поверхности. Тонкий слой АПП использовался для соединения с металлом в качестве промежуточного или основного при напылении покрытий. Прочность адгезионного соединения полимеров с металлами зависит от условий УВО, шероховатости и модификации поверхности металла, режимов формирования слоистого композита (температура, время выдержки, давление, толщина полимерного слоя, скорость охлаждения), обеспечивающие максимальную адгезионную прочность композита. Изучение температурно-временных условий формирования со-

единений СВМПЭ и Ф-4 со сталями 25, 12Х18Н10Т, У8 и сплавами АМгб, Д16, ОТ-4, МА2-1 показало, что прочность на отрыв и отслаивание возрастает с повышением температуры до 190-200°С для СВМПЭ и 410-420°С для Ф-4.

Зависимость адгезионной прочности соединений от давления ударно-волновой активации (УВА) (рис.6) свидетельствует о влиянии величины давления на количество образующихся реакционно-способных центров в

полимере. Установлены оп-

Огю.кН/м

/ 1<Гг

—

1/

и 1

г

О

I

3

4

5

6 Р,ГПа

Рис. 6. Зависимость адгезионной прочности (стогс,,) соединений полимер-АД1 от давления (Р) УВО.

1 - Ф-4МБ, 2 - Ф-4, 3 - СВМПЭ.

тимальные параметры УВА по плоской схеме нагруже-ния для фторопластов Ф-4, Ф-4МБ и СВМПЭ, обеспечивающие достижение максимальной адгезионной активности полимеров и наибольшую прочность соединения с металлами (табл. 2).

Уровень давлений

УВА и пороговых границ начала процесса деструкции (СВМПЭ - 2 ГПа, Ф-4МБ - 3 ГПа, Ф-4 - 6 ГПа) повышается пропорционально термостойкости полимеров (энергии химических связей): СВМПЭ - 220°С, Ф-4МБ - 380°С, Ф-4 - 460°С, что указывает на механохимический характер структурных преобразований. После отслаивания покрытия на мегаллической поверхности, как и после ВП, остается тонкий слой полимера, свидетельствующий о когезионном характере разрушения соединений и прочном адгезионном взаимодействии.

Таблица 2

Оптимальные параметры ударно-волновой активации полимеров

Полимер Скорость детонации ВВ, м/с Толщина ударника, мм Исходная плотность полимера, кг/м3 Давление Р, ГПа Массовая скорость и, м/с

Ф-4 3400 10 450 4,0-4,2 1290-1360

Ф-4МБ 2900 10 400 2,9-3,0 680-700

СВМПЭ 2300 10 400 2,0-2,1 520-550

В результате оптимизации условий УВА адгезионная прочность композитов с Ф-4 повысилась в 3 раза, с Ф-4МБ в 4 раза, с СВМПЭ в 3 раза по сравнению с исходными порошками (НП) (табл. 3). Сочетание УВА Ф-4 и

СВМПЭ с модификацией поверхности сплавов алюминия оксидированием, термоокислением, изменением ее шероховатости и развитости позволило дополнительно в 1,5-2 раза повысить прочность слоистых композитов. При увеличении толщины оксидной пленки алюминия прочность на отслаивание Ф-4 от АМгб снижается, так как толстый слой оксида блокирует диффузию полимерных молекул в его кратеры.

Таблица 3

Адгезионная прочность соединений полимер-металл_

Соединяемые материалы Прочность, кН/м

Полимеры Металлы и сплавы АПП ИП

Ф-4 Сталь 25,12Х18Н10Т 4,0-5,8 0,5-2,5

АМгб, МА2-1 4,2-5,2 0,3-2,0

ОТ-4 3,5-3,6 0,2-1,1

Медь 3,1-3,5 0,8-1,5

Ф-4МБ 12Х18Н10Т 4,0-4,4 —

Д16, ОТ-4 4,0-4,7 1,2-2,0

СВМПЭ АМгб, Д16, АД1 4,6-4,8 0,4-1,6

ОТ-4 4,5-4,7 —

Медь 4,1-4,6

На основе проведенных исследований установлена возможность регулирования физико-механических свойств и создания предпочтительной структуры полимерных и металлополимерных материалов варьированием схем и параметров УВО. Оптимизация условий взрывного прессования, УВА и последующего спекания позволила создать материалы из порошков трудноперерабатываемых неплавких полимеров, а также наполненные и слоистые металлополимерные композиты с повышенными свойствами.

В пятой главе рассматривается формирование структуры и свойств сварных соединений и вторичных материалов их отходов фторопласта и его композиций при взаимодействии активированных взрывом поверхностей.

Сформулированы условия и механизм образования сварных соединений неплавких термопластов Ф-4 и СВМПЭ, основные положения которых аналогичны, как при возникновении адгезионных соединений. Впервые разработан новый метод повышения прочности сварных соединений трудно-свариваемого Ф-4, основанный на использовании промежуточных слоев из активированного взрывом полимерного порошка

Достигнуто обеспечение равнопрочности полученных термоконтактным методом сварных швов неплавких Ф-4 и СВМПЭ использованием про-

слоек из АПП толщиной 0,25-0,6 мм и пористостью 75-80 %. Повышение прочностных характеристик сварного соединения до свойств основного материала (25 МПа для Ф-4 и 40 МПа для СВМПЭ) обусловлено изменением реологических свойств и структуры полимеров при УВА и ранее выявленными закономерностями формирования зоны соединения при сварке полимеров с металлами, когда происходит химическое взаимодействие между реакционно-активными группами в зоне контакта поверхностей. В зоне сварного соединения реализуется химическая сварка, путем прохождения вторичных химических реакций, где роль присадочного реагента выполняют модифицированные взрывом полимеры с реакционно-способными группами, что подтверждается протеканием в полимере химических реакций при УВА. Предполагается, что механизм химической сварки аналогичен механизму сшивания полимеров с высокой вязкостью расплава Применение подслоя из АПП при сварке пленок Ф-10 и Ф-4МБ дает повышение прочности сварного шва за счет снижения температуры сварки на 20-30° и обеспечивает возможность соединения полимеров с близкими температурами размягчения и с разнородными материалами (ткани, металлические фольги) при создании многослойных композитов.

Эффект достижения равнопрочного соединения при сварке Ф-4 введением активированных взрывом промежуточных слоев реализован при взрывной обработке отходов Ф-4 в виде стружки, за счет одновременной активации ее поверхностей и сближения до расстояний межмолекулярного взаимодействия, то есть закрытия пористости. Эти процессы обоснованы теоретически и экспериментально подтверждены на примере ударно-волновой обработки пленок с искусственной пористостью (микротрещин).

Изучение кинетики перемещения ударно-сжатого вещества, вызванного сдвиговыми деформациями, в зависимости от размера микро- и макродефектов в виде пор показало возможность совершенствования дефектной структуры пористых прессовок. Оценены необходимые условия для существенного повышения механических свойств материалов. Благодаря кратковременности процесса УВО («10"5с), образовавшиеся радикалы, не успевая стабилизироваться, образуют сложную картину соединений (переплетений, сшивок), затрудняющих процессы разупорядочения молекул при нагреве и упрочняющих материал. Одновременно разрыв химических связей за счет воздействия двух факторов: тепловых флуктуаций и ударных волн, т.е. параллельных процессов разрушения, на несколько порядков снижает долговечность полимера и приводит к его хрупкому разрушению.

Исследование влияния параметров взрывного нагружения на качество прессовок из стружки Ф-4 и наполненного 20% кокса материала Ф4К20 по-

казало, что, благодаря наличию более крупных исходных пор по сравнению с порошком, в прессовках остается частичная пористость, которая растет с увеличением длительности импульса за счет развивающейся деструкции полимера. Полное уплотнение материала достигается последующей термической обработкой, при которой происходит ликвидация пористости путем взаимодействия активированных взрывом поверхностей частиц. При этом, как и в прессовках из порошков, снижается длительность выдержки при температурах 370-380 °С по сравнению с другими способами.

В области максимального уплотнения стружки (Р=0,5МПа) происходит ее измельчение до 10-80 мкм, связанное с охрунчиванием Ф-4 в условиях высокоскоростной деформации. Микроструктурные исследования (х500) вторичного Ф-4 подтверждают образование упрочняющих зон, возникших при УВА поверхностей соединяемых измельченных частиц и способствующих повышению механических свойств материала. При обработке взрывом отходов наполненных композиций с коксом и графитом (Ф-4К20, АФР80ВС) в процесс образования граничных слоев включается наполнитель, влияя на повышение свойств, как у металлонаполненных КМ. Изучение основных физико-механических свойств показало, что полученный вторичный материал не уступает первичному Ф-4 промышленного производства, превосходит материал после статического прессования и аутогенного спекания, а также радиационнохимической регенерации тонкодисперсного вторичного порошка, полученного низкотемпературным измельчением. Вторичные наполненные фторопласты (Ф-4К20 и АФГ-80ВС) по прочности и твердости в 1,5 раза превосходят первичные материалы, а по износостойкости Ф-4К20 не уступает первичному и более износостоек на самых тяжелых режимах, принятых в опытах (V = 6 м/с, I = 80 °С).

Полученные результаты дают основание полагать об идентичности механизмов образования упрочняющих границ при взрывной обработке порошков, отходов полимеров, их сварке и формировании адгезионных соединений с металлами, что обусловлено активирующим влиянием УВО и подтверждает сделанные теоретические предпосылки.

В шестой главе рассмотрены разработашше технологические методы получения композиционных материалов и изделий многофункционального назначения с применением взрывного прессования, УВА полимеров и металлополимерных смесей, а также результаты их практической реализации.

На основе выполненных исследований по формированию свойств металлополимерных соединений и комплексного подхода к оптимизации конструктивно-технологических факторов сформулированы основные прин-

ципы рационального проектирования и разработаны перспективные структурные схемы и методология комплексных технологических процессов получения ПКМ и изделий заданного функционального назначения с применением взрывного прессования и УВА дисперсных полимеров, что расширяет технологические возможности взрывной обработки трудноперерабатывае-мых термостойких полимеров и их композитов. Методологические подходы при проектировании структурных схем основаны на сочетании требуемых функциональных свойств материалов и изделий конкретных составов, размеров и конфигураций. Предложена блок схема комплексного технологического процесса производства ПКМ и изделий.

Для получения металлополимерных композиционных материалов и деталей машин на основе активированных взрывом термопластов разработаны технологические схемы УВО и специализированная оснастка, принципы конструирования которых основаны на следующих новых в технологии переработки полимеров и ПКМ положениях:

- совмещение процессов формообразования изделий из неплавких термопластов и их композиций с УВА полимерной, металлической, керамической компонентов в виде дисперсной, волокнистой, слоистой составляющих и дополнительной термообработки;

- УВА полимерного порошка для последующего применения в качестве отдельной компоненты или промежуточного слоя при создании наполненных и многослойных КМ, покрытий на металлах и керамике.

Созданы композиционные детали и узлы с повышенными служебными свойствами (антифрикционными, демпфирующими, коррозионностой-кими, электроизоляционными и др.) для радиотехнической аппаратуры, криогенной техники и работы в особо агрессивных средах.

При формообразовании взрывом профильных изделий, сложных металлополимерных конструкций (изолятор измерительного микрозонда, уп-лотнительные мембраны, гермовводы) сконструированы схемы нагружения, обеспечивающие равномерность плотности по объему, высокие физико-механические свойства материалов, прочно-плотное соедините полимера с металлической арматурой и предотвращение ее деформации взрывом с многократным использованием технологической оснастки.

С учетом напряженно-деформированного состояния, условий работы узлов трения предложена их новая конструкция в виде слоистой системы: рабочие антифрикционные слои состоят го композиций Ф-4 4- 20...25% бронзы, а опорные слои го стали, сплавов алюминия, высоконаполнешшх композиций (40-60% металла или оксида алюминия), дополнительно армированных металлическими сетками или проволокой. Высокая адгезионная

прочность между слоями и составляющими их компонентами достигается использованием АПП Ф-4 и обеспечивает прочность материалов на сжатие более 60 МП а с реализацией низкого коэффициента трения металлофторо-пластов и высокой износостойкости. По заданиям Волжской ГЭС и Волгоградского завода буровой техники созданы узлы трения в виде направляющего полоза гидрозатвора, сегментных подшипников лопатки турбины, накладок буровых насосов.

Способ взрывного прессования широко применялся для изготовления деталей плоской и цилиндрической форм из слоистых ПКМ, армированных металлическими сетками и синтетическими волокнами (СВМ). Предложенная схема расположения волокон вдоль ударного фронта, позволила увеличить прочность ПКМ на основе Ф-4 до 180 МПа. На основе учета напряженно-деформированного состояния, оптимизации конструкции, состава и технологии изготовлены мембраны запорной арматуры из Ф-4Д, Ф-4МБ, Ф-2М, Ф-10, СВМПЭ и армированные тканями. Срок их службы на Волжской ТЭЦ-2 и АООТ «Каустик» (г. Волгоград) в условиях совместного действия циклических нагрузок и агрессивных сред повышен в 5-10 раз по сравнению с серийно выпускаемыми. Испытания в НПО им. С.А. Лавочкина слоистых фольгированных композитов на основе Ф-4МБ, Ф-10, алюминиевой фольги и полифеновой ткани, полученных с применением АПП, показали высокую межслойную прочность и высокое качество сварных швов при изготовлении емкостей для агрессивных сред.

По разработанной технологии с применением прослоек из АП Ф-4 получены для АООТ «Каустик» (г. Волгоград) и НПО «Вектор» (г. Санкт-Петербург) сварные соединения труб, конусов, переходников диаметром до 250 мм, оболочек химического реактора диаметром 1800 мм и гелиевого криостата с внутренним диаметром 160 мм и внешним - 250 мм, обладающего лучшими эксплуатационными характеристиками при работе в области низких температур, чем применяемые на основе эпоксидной смолы и синтетических волокон.

Разработаны комплексные технологии создания покрытий на металлах, их сплавах, керамике с использованием АПП (СВМПЭ, Ф-4, Ф-4МБ), на плоских, цилиндрических и сложной конфигурации поверхностях, которые нашли широкое применение в качестве:

- антикоррозионных, теплозащитных, антифрикционных с низким коэффициентом трения для работы в агрессивных средах и криогенных условиях;

- обладающих низкой адгезией к воде, льду, снегу для использования в качестве антиобледенительных для авиационных лыж, днищ лодок, портовых сооружений.

Разработана технология и создано производство по нанесению покрытий СВМПЭ, Ф-4МБ на запорную арматуру цехов химводоочистки Волжской ТЭЦ-2, в результате чего ее долговечность возросла в 3-5 раз. Совместно с ИФПС СО РАН (г. Якутск) и Киевским механическим заводом разработана технология нанесения полимерных покрытий с ттзкой адгезией ко льду на полозы лыжного шасси. При этом оптимизированы состояние и состав полимерного покрытия, активированного взрывом подслоя, метода подготовки поверхности сплава Д16. По разработанной технологии изготовлены слоистые композиты с покрытиями толщиной 3 мм из СВМПЭ + 3% КГП и СВМПЭ + 5% МДФ с соединением заготовки из Д16 (размер 2800x800мм) через АП состава СВМПЭ + 3% КГП, обеспечивающими коэффициент трения по снежному покрову 0,05-0,09 в отличие от 0,14-0,22 для сплава Д16.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Теоретически обосновано и экспериментально установлено, что взрывная активация полимера реализуется в процессе одновременного или последовательного прохождения процессов уплотнения, сопровождающихся дефектообразованием и разрушением надмолекулярных и кристаллических структур, механо-химических реакций с разрывом макромолекул и образованием свободных радикалов, а также вторичных реакций и формированием макромолекул с по-новому соединенными фрагментами, сшивками. Вероятность образования «опасных» и «безопасных» видов структурной, химической и физической неоднородностей зависит от конструктивно-технологических особенностей применяемых схем, состава композиции, скорости распространения и давления ударного фронта, температуры процесса, природы и свойств полимеров. Указанные факторы способствуют:

- снижению температур фазовых и физических переходов с улучшением реологических свойств фторопластов Ф-4 и Ф-4МБ или их росту у СВМПЭ, ПВХ иПВС на 10-30°С;

- уменьшению энергии активации процесса термодеструкции Ф-4 в 1,5-2 раза и ее повышению у СВМПЭ и ПВХ в 1,3-1,5 раза;

- снижению степе™ кристалличности Ф-4 до 60-65% и СВМПЭ до 45-50% с уменьшением размеров кристаллических образований и повышением в 3-5 раз уровня их дефектности;

- последующей термической стабилизации кристаллической структуры жесткоцепных полиимидов, полиоксадаазола.

2. Впервые определены закономерности взрывной обработки плоской и скользящей ударными волнами дисперсных термопластов и их композиционных смесей с металлами и оксидами с учетом исходной пористости и дисперсности наполнителя, приводящие к формированию структурной неоднородности в виде зон максимального уплотнения и деструкции полимера, частичной их карбонизации, а при 40-50 % исходной пористости - образованию волокнистых структур, ориентированных вдоль распространения ударного фронта, сохраняющихся после спекания.

3. Установлено преимущество УВО полимерных порошков плоской ударной волной давлением 2-6 ГПа для активации адгезивного взаимодействия и скользящей, при 50-60 % исходной плотности, для ускорения процесса спекания и получения качественных заготовок толщиной 1-15 мм из неплавких фторопластов, СВМПЭ, ароматических полиамидов, полиэфиров и полиимидов, обеспечивая получение материалов с высокими физико-механическим свойствами.

4. На основе теоретического обоснования и комплексного изучения закономерностей взрывного воздействия на структурные преобразования полимеров, дисперсно-наполненных и слоистых полимерных композиций доказано, что УВО является новым перспективным методом модификации полимеров, способствующим повышению важнейшей характеристики ПКМ - прочности адгезионных соединений полимер-металл. Это позволяет рекомендовать новую в полимероведении технологию УВО термостойких полимеров для создания композиционных материалов на основе термопластов, металлов и керамики с повышенными физико-механическими и эксплуатационными свойствами.

5. Предложены новые пути повышения свойств дисперсных и слоистых ПКМ на основе неплавких Ф-4 и СВМПЭ, предусматривающие оптимизацию конфигурации ударного фронта и параметров УВО, исходной пористости прессовок, дисперсности частиц наполнителя, состояния и развитости металлической поверхности за счет пластической деформации и явления откола, а также сохранения возникающих при взрывном нагружешш межфазных взаимодействий и активированного состояния границ контакта при нагреве. При этом установлено:

а) независимо от типа и количества наполнителя физико-механические свойства ПКМ после УВО выше, чем аналогичных композиций, изготовленных статическим прессованием;

б) зависимость свойств металлополимерных КМ от состава, исходной пористости и температуры последующего термического воздействия имеет

экстремальный характер с реализацией максимальных характеристик ПКМ при 45-55% исходной пористости композиционной смеси;

в) влияние УВО возрастает с увеличением концентрации наполнителя, так как повышение в 2-2,5 раза прочности композитов, содержащих свыше 30% металла, достигается за счет усиления адгезионного взаимодействия, формирования особой структуры межфазного слоя и межчастичного взаимодействия металлического порошка, вплоть до его переплава;

г) сочетание УВА полимера и металлической поверхности с последующим формированием соединения при оптимальных температурах позволяет повысить в 3-6 раз прочность слоистых композигов на основе Ф-4 и СВМПЭ со сталями, алюминием, титаном, магнием и их сплавами.

6. На основе изучения кинетики перемещения ударно-сжатого вещества, вызванного сдвиговыми деформациями, теоретически обосновано и экспериментально подтверждено совершенствование дефектной структуры полимерных пленок и пористых прессовок. Предложены методы повышения физико-механических и триботехнических свойств вторичных фторопластов (Ф-4, Ф-4К20, АФГ-80ВС) взрывным прессованием стружки с одновременным высокоскоростным ее измельчением, образованием упрочняющих зон по границам активированных поверхностей частиц, затрудняющих разупо-рядочение структуры при последующем спекании.

7. Впервые разработаны новые методы повышения качества сварных соединений фторопластов Ф-4, Ф-10, Ф-4 МБ и СВМПЭ с применением прослойки толщиной 0,25-0,6 мм из АПП пористостью 75-80%. Обеспечение равнопрочности или более высокой, чем у монолита, прочности сварных соединений Ф-4 и СВМПЭ за счет этого и снижение на 20-30 ° температуры сварки плавких фторопластов (Ф-4МБ, Ф-10), свидетельствуют о реализации «химической» сварки, что подтверждает протекание в полимере механо-химических реакций при УВА.

8. Для практической реализации цепных свойств неплавких термопластов (фторопласты, СВМПЭ, ароматические полиамиды, полиэфиры, поли-имиды) и расширения спектра создаваемых композитов и изделий различного функционального назначения определены новые направления развития технологии получения ПКМ. Разработаны методология проектирования и блок-схема комплексных технологических процессов производства ПКМ, включающих взрывное прессование и УВА дисперсных термопластов. Предложены перспективные структурные схемы и технологические процессы, изготовлены и поставлены предприятиям, НИИ и КБ опытные и опытно-промышленные партии композиционных узлов и изделий различного функционального назначения. Экономический эффект от внедрения разработок

составил 600 тыс. руб. (в ценах 1999 г.) и 250 тыс. руб. (в ценах 1991 г.), доля автора составляет 70 %.

По теме диссертации опубликовано 112 работ, ю которых основными являются следующие:

1. Павлов А.И., Адаменко H.A. Воздействие ударных волн на метал-лополимерные композиции //Труды П-го совещания по обработке материалов взрывом. - Новосибирск, 1981.-С.174-176.

2. Адаменко H.A., Павлов А.й. Явления, наблюдаемые при воздействии высоких давлений на термостойкие полимеры и мегаллополимерные смеси //Влияние высоких давлений на свойства материалов.- Киев: Наукова думка, 1983,- С.179-182.

3. Адаменко H.A., Павлов А.И. Исследование структуры и свойств полимерных материалов, подвергнутых ударному воздействию. //Высокоэнергетическое воздействие на материалы: Сб. тр. 9-ой Междунар. конф. - Новосибирск, 1986.-С. 164-168.

4. Адаменко H.A. Изучение влияния высоких давлений на взаимодействие в металлополимерных смесях //Влияние высоких давлений на вещество,- 1988.- №6.- С. 68-69.

5. Адаменко H.A. О влиянии высокоскоростного прессования на деформируемость полимеров //Физика и техника высоких давлений.- 1989,-вып.31.- С.67-69.

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

7. Павлов А.И., Адаменко H.A. Композиционные материалы на основе термостойких полимеров, полученных взрывным прессованием //Сб. на-учн. работ по сварочной технике ИЭС им. Е.О. Патона.- Киев, 1990,- С.44.

8. Структурные изменения в полимерных композитах, обработанных взрывом /H.A. Адаменко, А.И. Павлов, Ю.П. Трыков, К.Ю. Зерщиков //Физика и техника высоких давлений.- 1995.- №2,- С.81-83.

9. Влияние состояния поверхности на прочность металлополимерного соединения /Ю.П. Трыков, H.A. Адаменко, А.И. Павлов и др. //Сварочное производство.- 1997,- № 10.-С.24-27.

10. Using shock wave treatment for welding components of fluoroplast-4 /N.A. Adamenko, A.I. Pavlov, Y.P. Tiykov, E.W. Sedov //Welding International.-1998,- №12(4).- P.329-332; Сварочное производство,- 1997,- № 10,- C.32-35.

11. Влияние взрывной обработки на адгезиошюе взаимодействие в металлополимерных композитах / H.A. Адаменко, Ю.П. Трыков, Э.В. Се-

дов, A.B. Фетисов //Слоистые композиционные материалы-98: Сб. тр. Межд. конф.-Волгоград, 1998,-С.24-25.

12. Повышение прочности слоистых металлополимерных композиций // Ю.П. Трыков, А.И. Павлов, H.A. Адаменко и др. /Физика и химия обработки материалов.-1998,- №4.- С.53-56.

13. Адаменко H.A., Трыков Ю.П., Седов Э.В. Свойства фторопластовых композиционных материалов, полученных взрывным прессованием //Перспективные материалы. -1999 - №4 - С.68-72.

14. Адаменко H.A., Фетисов A.B., Седов Э.В. Влияние взрывной обработки на свойства ароматических термопластов //Пластические массы. -2000 - №5,- С.37-39.

15. Свойства сварных соединений композиционного материала с промежуточными активированными прослойками /Н.А.Адаменко, Ю.П.Трыков, A.B. Фетисов, Э.В. Седов //Сварочное производство. - 2000. -№8.-С. 17-19.

16. Структурные изменения фторопласта при взрывном прессовании в цилиндрических ампулах /H.A. Адаменко, Ю.П. Трыков, В.Н. Арисова и др. //Физика и химия обработки материалов. - 2000. - №5. - С.54-57.

17. Механические свойства наполненных полимерных композиционных материалов, полученных с применением взрывной обработки Л I.A. Адаменко, Ю.П. Трыков, Э.В. Седов и др. //Конструкции из композиционных материалов. - 2000 - №3 - С.75-81.

18. Адаменко H.A., Арисова В.Н., Фетисов A.B. Структура и свойства фторопласта и сверхвысокомолекулярного полиэтилена, полученных взрывным прессованием //Пластические массы. - 2000 - №10 - С.12-15.

19. Адаменко Н. А., Трыков Ю. П., Фетисов A.B. Ударно-волновая обработка дисперсного фторопласта-4 // Материаловедение,- №6,- 2000,-С.38-42.

20. Структура и свойства обработанных взрывом дисперсных термопластов /H.A. Адаменко, Ю.П. Трыков, Э.В. Седов, A.B. Фетисов // Материаловедение.* №1,- 2001,- С.36-40.

21. Создание композиционных мембран запорной арматуры с повышенными служебными свойствами /H.A. Адаменко, Ю.П. Трыков, Э.В. Седов, В.П. Белоусов II Конструкции из композиционных материалов. - 2001 -№1 -С.53-57.

22. Адаменко H.A. , Губаева В.Г., Игнатьева Э.К. Изучение свойств термостойких полимеров, обработ анных ударными волнами. //Деп.в ВИНИТИ 1988,-№3.- С. 72-75.

23. О возможности получения меташюполимерных композиций с помощью энергии взрыва /ILA. Адаменко, А.И. Павлов, Н.Г. Виноградова, IO.M. Никулин /Металловедение и прочность материалов: Межвуз. сб. на-учн. тр. - Волгоград, 1972.-С.284-290.

24. Свойства меташюполимерных композиций никель - капрон, полу-чегшых с помощью энергии взрыва /H.A. Адаменко, А.И. Павлов, Н.Г. Виноградова, Ю.М. Никулин //Металловедение и прочность материалов: Межвуз. сб. научн. тр. - Волгоград, 1974.-С.232-238.

25. Адаменко H.A., Павлов А.И. Физико-механические свойства вторичного фторопласта-4, полученного с помощью энергии взрыва //Металловедение и прочность материалов: Межвуз. сб. научн. тр. - Волгоград, 1975.-С.183-190.

26. Исследование свойств материала, полученного из стружки Ф-4К20 высокоскоростным прессованием /H.A. Адаменко, А.И. Павлов, Н.В. Мартынов, A.C. Булыгия //Металловедение и прочность материалов: Межвуз. сб. научн. тр. - Волгоград, 1978,- С.76-80.

27. Адаменко H.A. Влияние высокоскоростного прессования на структуру и свойства термостойких полимеров //Металловедение и прочность материалов: Межвуз. сб. научн. тр.- Волгоград, 1979.- С. 150-156.

28. Адаменко Н.А, Павлов А.И. Структурные изменения в термостойких полимерах при высокоскоростном прессовании порошков //Металловедение и прочность материалов: Межвуз. сб. научн. тр,-Волгоград, 1983.- С.80-83.

29. Адаменко H.A., Лукашенкова Н.В. Исследование свойств аропла-стов, полученных взрывным прессованием //Металловедение и прочность материалов : Межвуз. сб. научн. тр.-Волгоград, 1988. - С. 127-132.

30. Адаменко H.A. Формирование структуры полимеров при взрывной обработке в ампулах //Металловедение и прочность материалов: Межвуз. сб. научн. тр.-Волгоград, 1989.- С.86-92 .

31. Адаменко H.A. Влияние взрывного воздействия на термическую обработку полимеров и их композиций.//Металловедение и прочность материалов : Межвуз. сб. научн. тр.-Волгоград, 1990. - С.59-63.

32. Адаменко H.A., Лукашенкова Н.В. Влияние интенсивного ударного воздействия на межмолекулярное взаимодействие в полимерах //Металловедение и прочность материалов : Межвуз. сб. научн. тр.-Волгоград, 1988.-С.125-128.

33. Исследование адгезионной прочности слоистых композитов полимер-алюминиевый сплав /H.A. Адаменко, А.И. Павлов, Э.В. Седов, Т.Ю.

Качурина //Металловедение и прочность материалов: Межвуз. сб. науч. тр. -Волгоград, 1997.-С.70-74.

34. Исследование физико-механических и структурных свойств сверхвысокомолекулярного полиэтилена, подвергнутого ударно-волновой обработке /А.И. Павлов, H.A. Адаменко, Ю.П. Трыков и др. //Металловедение и прочность материалов: Межвуз. сб. научи, тр. - Волгоград, 1997.-С.75-81.

35. A.C. №521692 СССР от 22.03.1976. Способ получения изделий из отходов фторопласта-4 /П.О. Пашков, А.П. Хардин, Н.А Адаменко, А.И. Павлов,- ДСП.

36. A.C. №756746 СССР от 21.04.1980. Способ соединения деталей из политетрафторэтилена / А.И. Павлов, ПО. Пашков, H.A. Адаменко,- ДСП.

37. A.C. №841297 СССР от 20.02.1981. Способ получеши фторсодер-жащих полимеров непредельных соединений /А.П Хардин, П.О. Пашков, Адаменко H.A., А.И. Павлов, и др. - ДСП.

38. A.C. №909883 СССР от 02.11.81. Способ переработки полипиро-меллитимида/А.И. Павлов, П.О. Пашков, H.A. Адаменко.-ДСП.

39. A.C. №671136 от 7.03.79. Способ соединения разнородных металлов/П.О. Пашков, А.И. Павлов, H.A. Адаменко, В.В. Трутнев.- ДСП.

40. A.C. №689857 СССР от 5.01.1979. Способ изготовления армированных изделий из политетрафторэтилена /А.И. Павлов, В.Г. Губаева, H.A. Адаменко, B.C. Ткачева.

41. A.C. №1612413 СССР от 8.08.90. Способ получения политетраф-торэтиленового покрытия /H.A. Адаменко, Б.Г. Адаменко, З.М. Гелунова, A.B. Щепотько,- ДСП.

42. A.C. №1750157 СССР от 1992. Плетка покрытия /А.И. Павлов, Ю.П. Трыков, H.A. Адаменко, В.Г. Губаева. и др. - ДСП.

43. Патент №2060868 РФ от 27.05.96. Способ взрывного нанесения покрытий из порошкообразных материалов на цилиндрические поверхности изделий /А.И. Павлов, H.A. Адаменко, Ю.П. Трыков, П.А. Триголос. Опубл. Б.И. 1996 №15.

44. Павлов А.И., Адаменко H.A., Юхимец В.В. Высокоскоростное прессование металлополимерных композиционных материалов //Тез. докл. 1-й Всесоюз. конф. по композиционным полимерным материалам и их применение в народном хозяйстве. - Ташкент, 1980.- С.31.

45. Павлов А.И., Адаменко H.A., Губаева В.Г. Свойства металлополимерных композиционных материалов, полученных высокоскоростным прессованием //Тез. докл. V Всесоюз. конф. по композиционным материалам.-Москва, 1981.- С.139-141.

46. Адаменко H.A. О воздействии ударных волн на порошкообразный фторопласт //Первый Всесоюзный симпозиум по макроскопической кинетике и химической газодинамике: Тез. докл. научи.-техн. конф,- Алма-Ата, 1984,-т.1,- С. 90.

47. Павлов А.И., Адаменко H.A., Губаева В.Г. Влияние ударного на-гружения и термообработки на структуру полиэтилена //Получение и обработка материалов высокими давлениями: Тез.докл.У Всесоюз. науча-техн. конф.-Минск, 1987.-С.210.

48. Адаменко H.A., Павлов А.И., Триголос П.И. Взрывное прессование порошков полимеров и их композиций //Сварка, резка и обработка материалов взрывом: Тез. докл. VIII Всесоюз. конф.-Киев, 1990,- С. 155-156.

49. Павлов А.И., Адаменко H.A., Губаева В.Г. Создание защитных покрытий с использованием активированных взрывом полимерных порошков //Всесоюзная конференция по порошковой металлургии: Тез. докл. научн.-техн. конф.. - Минск, 1991,-С. 15-16.

50. Павлов А.И., Адаменко H.A., Трыков Ю.П. Перспективы применения взрывных технологий для изготовления полимерных и металлополи-мерных узлов и конструкций с особыми свойствами //Композиционные материалы в конструкциях глубоководных технических средств: Тез. докл. науча-техн. конф. - Николаев, 1991.- С.204-206.

51. Павлов А.И., Адаменко H.A., Триголос П.И. Влияние технологических параметров ударно-волновой обработки на свойства наполненного фторопласта-4 //Применение импульсных методов и обработки давления для порошковых изделий, КМ и покрытий: Тез. докл. Межреспубл. научн.-техн. конф,- Волгоград, 1991.- С.54.

52. Разработка физико-энергетических основ изготовления с помощью обработки взрывом металлополимерных композиционных материалов /Ю.П. Трыков., H.A. Адаменко, А.И. Павлов и др. //Проблемы современных материалов и технологий, производство наукоемкой продукции: Тез. докл. Рес-публ. научн.-техн. конф.-Пермь, 1993.-Ч.1,- С.229-232.

53. Трыков Ю.П., Адаменко H.A., Павлов А.И. Исследование особенностей формирования структуры и свойств ПКМ при обработке взрывом //Новые материалы и технологии машиностроения: Тез. докл. Российской научн-техн. конф.-М., 1993.-С.63.

54. Разработка конструкции и технологии изготовления металлополимерных узлов трения /А.И. Павлов, H.A. Адаменко, Ю.П. Трыков, Э.В. Седов //Конструкция и технология получения изделий из неметаллических материалов: Тез. докл. Республ. научн.-техн. конф.- Обнинск, 1995.- С.144-145.

55. Изготовление антифрикционных металлояолимерных изделий методом взрывной обработки / Л.И. Павлов, Н.А. Адаменко, Ю.П. Трыков, Э.В. Седов //Новые материалы и технологии: Тез. докл. Российск. научно-техн. конф,- М., 1995,- С.26.

56. Trykov Y.P., Pavlov A.I.,Adamenko N.A. Production of composite materials and articles by means of explosion activated polimer powders / Int. Conf. Explomet-95.- El Paso, Texas, USA, 1995,- P.83.

57. Исследование термомеханических свойств полимерных композиционных материалов, подвергнутых ударно-волновому нагружению /Н.А. Адаменко, А.И. Павлов, Э.В. Седов и др. //Прогрессивные методы получения и обработки композиционных материалов и покрытий, повышающих долговечность машин и деталей: Тез. докл. Межреспубл. научн.-техн. конф,-Волгоград, 1997,-С.41-42.

58. Получение армированных пластиков с использованием активированных взрывом полимеров /Н.А. Адаменко, А.В. Фетисов, Ю.П. Трыков, Т.В. Белоусова //Новые материалы и технологии - НМТ-2000: Тез. докл. Всероссийской научн-техн. конф.-М., 2000 - С.76-77.

Личный вклад автора. Все выносимые на защиту научные и практические результаты получены автором самостоятельно или совместно с аспирантами. Автором разработаны методология и технологические процессы УВО дисперсных порошков [3, 7, 14, 18-20, 38, 39], разработаны составы и изучено влияние параметров взрывного натружения на свойства металлонапол-ненных КМ [2, 13,17, 21, 23, 24, 48,51], созданы структурные схемы и комплексные технологии получения функциональных изделий [6, 7, 43, 50, 52, 54-56]. Предложена механохимическая модель и разработана технология УВА полимеров [2, 8, 16, 28, 33, 37, 46, 57], изучены особенности их структурных превращений и адгезионного взаимодействия [1, 4, 9, И, 44, 53], изучено влияние УВА полимерных порошков на свойства слоистых КМ, покрытий [22, 32, 33, 38, 39,41, 45, 49] и сварных соединений [10, 15,35, 36].