автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.01, диссертация на тему:Влияние ультрадисперсных частиц на формирование структуры и уровень эксплуатационных свойств композиционных материалов

На правах рукописи

Рогалев Александр Викторович

ВЛИЯНИЕ УЛЬТРАДИСПЕРСНЫХ ЧАСТИЦ НА ФОРМИРОВАНИЕ СТРУКТУРЫ И УРОВЕНЬ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ СВОЙСТВ КМ

05-02.01 «Материаловедение» в отрасли «Машиностроение»

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

ииз17бОЭ1

Барнаул - 2007

003176091

Работа выполнена на кафедре физики и технологии композиционных материалов в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Алтайский государственный технический университет им И И. Ползунова»

Научный руководитель

доктор технических наук, профессор Маркин Виктор Борисович

Официальные оппоненты кандидат технических наук, профессор

Редькин Виктор Ефимович

доктор технических наук, профессор Старцев Олег Владимирович

Ведущая организация

Институт структурной макрокинетики и проблем материаловедения РАН

Защита состоится «14» ноября 2007 г в 13 часов на заседании диссертационного совета Д 502 006 07 в ГОУ ВПО «Алтайский государственный технический университет им И. И Ползунова» по адресу 656066, Барнаул, пр Ленина, 46 , E-mail berd50@mail ru

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГОУ ВПО «Алтайский государственный технический университет им И И Ползунова»

Автореферат разослан «12» октября 2007 г

Ученый секретарь диссертационного совета

к т н , доцент '^ Бердыченко А А

ОБЩА Я ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы

Конструкционные пластики на основе непрерывных волокон обладают высоким уровнем физико-механических характеристик Однако их применение в конструкциях повышенной надежности ограничено невысокими значениями вязкости разрушения композитов, особенно на основе высокомодульных волокон Это связано в первую очередь с тем, что применяемые полимерные связующие разрушаются под действием эксплуатационных факторов быстрее основного наполнителя, снижая его реализационную прочность и долговечность композита в целом

Повышение трещиностойкости композиционного материала может быть решено путем рационального выбора полимерного связующего или улучшения технологии изготовления при заданных компонентах материала Опыт, накопленный в производстве конструкционных пластиков, показывает, что наблюдается некоторая взаимосвязь между физико-механическими свойствами композиционного материала (КМ) и связующего Поэтому важно, чтобы выбранное связующее обеспечивало необходимые упругие, прочностные, деформационные свойства, а также теплостойкость и снижение тенденции к образованию трещин В настоящее время разработан ряд приемов, позволяющих в определенной мере повысить технологическую монолитность изделия Наиболее перспективными являются приемы, направленные на модификацию полимерных связующих и формирование определенной структуры на молекулярном, топологическом и надмолекулярном уровне

В последнее время теоретически обоснована возможность эффективного применения ультрадисперсных наполнителей, в качестве модификаторов связующего, для достижения синергетического эффекта при комбинированном наполнении (непрерывное волокно и ультрадисперсная частица) Однако открытым остается вопрос о влиянии энергетики поверхности, размеров, однородности распределения ультрадисперсных частиц на структурообразующие процессы в полимерном связующем и следовательно уровень эксплуатационных свойств композита В связи с чем актуальность рассматриваемого вопроса не вызывает сомнения

Цель диссертационной работы

Целью работы является исследование влияния природы, размеров и однородности распределения ультрадисперсных частиц в объеме полимерного связующего на формирование структуры и уровень эксплуатационных свойств композиционных материалов на его основе Достижению поставленной цели служит решение комплекса научных и прикладных задач

- разработать принципы наполнения полимерных материалов ультрадисперсными частицами с высокоразвитой удельной поверхностью и проанализировать специфику механизмов их разрушения,

- исследовать влияние геометрических параметров случайных структур при ультрадисперсном наполнении на вязкоупругие характеристики полимерных материалов,

- установить влияние геометрии структуры на свойства полимера, наполненного ультрадисперсными частицами, с применением моделей Лущейкина и Хашина - Штрикмана, адаптированных к исследуемым системам,

- экспериментально оценить влияние фрактальных характеристик наполненного полимера на физико-механические свойства композиционного материала

Объект, предмет и методы исследования

В настоящей работе объектом изучения является процесс структурооб-разования в композиционном материале, на основе эпоксидианового связующего, наполненного ультрадисперсными частицами различной природы Предмет исследования - эпоксидные композиции, с различным содержанием ультрадисперсных частиц

Применяемые методы исследования динамический механический анализ (ДМА), исследование структуры методом растровой электронной микроскопий, механические испытания образцов материала на растяжение, сжатие, сдвиг, изгиб, ударную вязкость

Научная новизна работы

1 Впервые показана возможность эффективного использования ультрадисперсных частиц различной природы для повышения вязко-упругих характеристик полимерных связующих Экспериментально установлено, что эффективность от введения ультрадисперсных частиц наблюдается при значениях удельной поверхности от 270 до 500 м2/г , малых степенях наполнения (до 1 объемного %) и однородном распределении частиц в объеме полимера

2 Проведено геометрическое моделирование структуры, содержащей малое количество наноразмерных частиц, получены статистические характеристики, позволяющие оценить вероятность существования образующихся случайных структур

3 Адаптированы модели Лущейкина и Хашина-Штрикмана для оценки упруго-прочностных характеристик полимеров, наполненных малым количеством дисперсных частиц различной формы и размеров

Значение для науки и практики

Полученные в работе результаты способствуют расширению представлений о механизмах формирования структуры в полимерных материалах наполненных ультрадисперсными частицами Экспериментально показано влияние ультрадисперсных частиц на механизмы разрушения композиционных материалов

Полученные экспериментальные данные позволили применить введение ультрадисперсных частиц с высокоразвитой удельной поверхностью, в количествах до 1 объемного % в качестве нового метода модификации полимерных связующих и композиционных материалов на их основе

Разработана и внедрена в учебный процесс методика анализа фрактальных размерностей полимерных материалов, содержащих ультрадисперсный наполнитель

На защиту выносятся

1 Механизм влияния ультрадисперсных частиц на структуру и развитие поврежденности эпоксидного связующего

2 Способ геометрического моделирования случайных структур при содержании ультрадисперсных частиц до 1 объемного процента

3 Результаты упруго-прочностного расчета характеристик композиционного материала по адаптированным моделям Лущейкина и Хашина-Штрикмана

4 Оценка влияния фрактальных характеристик наполненного полимера на физико-механические свойства композиционного материала

Личный вклад автора заключается в постановке целей и задач исследований, теоретическом обосновании путей их решения, проведении экспериментов, интерпретации и обобщении полученных результатов

Реализация результатов работы

Направления исследований вошли в программу научно-исследовательских работ по проекту INTAS-AIRBUS Ref 04-80-6791 (2005 -2007 гг)

Апробация работы

Основные положения работы докладывались на XII Международной научно-практической конференции «Современные техника и технологии» (г Томск, 2006г, награжден дипломом III степени), на VI Всероссийской школе-семинаре «Новые материалы Создание, структура, свойства - 2006» (г Томск, 2006), на Международной научной конференции «XIV Туполевские чтения» (г Казань, 2006, награжден дипломом II степени), на Международной школе-конференции «Фундаментальное и прикладное материаловедение» (г Барнаул, 2007) Направления исследований вошли в программу

УМНИК-06 Грант правительства РФ на стажировку молодых ученых по направлениям "Наносистемы и технологии" (г Томск , 2006)

Композиционные материалы, наполненные ультрадисперсными частицами, были продемонстрированы в рамках представительства Алтайского края на XI Петербургском международном экономическом форуме в 2007 г

Публикации

Основное содержание диссертации опубликовано в 7 научных работах, в том числе 2 работы опубликованы в журналах, рекомендованных ВАК

Структура и объем работы

Диссертация состоит из введения, пяти разделов, выводов по работе, списка литературы Общий объем работы 120 машинописных страниц, в том числе 50 рисунков и 3 таблицы Список литературы включает 101 наименование использованных литературных источников

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении показана актуальность работы, сформулированы цели и задачи

В первом разделе приведены теоретические обоснования влияния геометрической структуры наполнителя на физико-механические свойства КМ

Дисперсно-наполненные композиты характеризуются весьма сложным механическим поведением, которое обусловлено различными по природе обратимыми и необратимыми структурными изменениями, всегда сопутствующими деформированию этих материалов Согласно имеющимся данным, разрушение дисперсно-наполненных КМ условно можно разделить на две основные стадии

а) инициирование микропор и микротрещин,

б) развитие магистральной трещины (хрупкие матрицы) либо рост и объединение микропор (пластичные матрицы)

Первая стадия процесса разрушения в значительной степени зависит от локального напряженно-деформированного состояния, микроструктуры материала и пластических свойств матричного полимера В ряду важных характеристик микроструктуры полимера следует выделить размер, форму и содержание включений, распределение в материале (агрегацию) частиц наполнителя При слабой адгезии в областях повышенной концентрации нормальных напряжений происходит отслоение наполнителя от матричного полимера (рисунок 1а), с ростом адгезии наполнителя к полимеру частичка будет препятствовать распространению трещины, что затребует дополнительных затрат энергии (рисунок 16)

а б

Рисунок 1 -Поверхность разрушения эпоксидного связующего содержащего УДЧ различной природы, где а) микросфера А1203 (8УД- 15 м"/г ); б) скол разрушения с огибанием агломерата частиц алмазографита (8уд - 380 м"/г)

Наиболее важной и широко используемой микрохарактеристикой любой структурно-неоднородной дисперсной системы является ее объемная степень наполнения частицами ср. Она определяет распределение зазоров между частицами в объеме материала и уровень их взаимодействия друг с другом (на механическом уровне через поля напряжений и физическом - склонность к агрегатированию). В обшем случае, формируя определенную геометрию структуры, частицы влияют на уровень упруго-прочностных и других эксплуатационных свойств материала.

Второй раздел посвящен созданию геометрической модели для композита с комбинированным наполнением.

Поскольку жесткости компонентов композита сильно различаются, значения эффективных характеристик неоднородных материалов можно оценить только неравенствами. Естественным требованием к структуре наполненных материалов является условие их однородности и изотропности на макроуровне. Одним из фундаментальных методов механики композитов является вариационный метод Хашина-Штрикмана, который без структурных ограничений позволяет оценить верхнюю и нижнюю границу упругих характеристик. Если модуль упругости включения значительно превосходит модуль матрицы, и частицы наполнителя изолированы друг от друга, то для наполнения УДЧ можно применять следующее решение

г, (о, -0„,)

5С„,(ЗК„ + 4С„) (1)

где V, - объемное содержание фаз, О, - сдвиговый модуль фаз, К, - объемный модуль фаз, с - соответствует композиционному материалу, Г - непрерывному наполнителю, т - материалу матрицы

Это соотношение аналогично решениям для модели среды с малой объемной долей сферических включений (единичное включение, внедренное в бесконечную матрицу)

На основании принципа мультипликативности, расчет упругих характеристик композита с комбинированным наполнителем проводится в два этапа На первом этапе вычисляются характеристики материала, представляющего собой матрицу с равномерно распределенным дисперсным наполнителем Данная система принимается за однородную матрицу и рассчитываются свойства композита на основе непрерывных волокон

Для того, чтобы исключить возможные неточности в определении модуля сдвига по модели Хашина-Штрикмана, связанные с неучетом свойств слоев, сформированных под влиянием поверхности наполнителя используется модель, предложенная Г А Лущейкиным Согласно этой модели наполненный полимер состоит из двух частей - «усиленной», состоящей из частиц наполнителя с сорбированным полимером, и несорбированного полимера

(2)

где V, - объемное содержание усиленной части , от ед , С, - сдвиговой модуль упругости усиленной части, ГПа, - сдвиговой модуль упругости ненаполненного полимера, ГПа

При этом сдвиговой модуль упругости сорбированного полимера в, в (е-1) раз выше сдвигового модуля упругости несорбированного полимера в»,, где е - диэлектрическая проницаемость полимера Исследуемые системы представляют собой полимер, наполненный частицами, форма и геометрические размеры которых известны Объем усиленной части можно представить в следующем виде

V = У + Ут

" -"", (3)

где V,, - объемное содержание наполнителя, от ед, У,„, - объем, занимаемый сорбируемым полимером, от ед

Объем занимаемый сорбируемым полимером

(4)

где - поверхность частицы отнесенная к единице объема, м2/м\ Ь - толщина сорбированного полимера, м В частности

для сферических частиц

° (5)

для чешуек 2

5,

, (6)

где Ь] - толщина чешуйки

С учетом известных значений удельной поверхности и плотности УДЧ можно представить как

^ (7)

где 5уд - удельная площадь поверхности, м7г, р - плотность, г/м3

Толщина сорбированного слоя полимера Ь при определенном содержании наполнителя 1 м Поверхность частиц с сорбированным полимером занимает весь объем, поэтому

где Б) - площадь поверхности одной частицы, м2, Б^ггО3 [/

(9)

где Ур - объем одной частицы, в случае сферических частиц 4/ ЛДля чешуек Ур=а\ где а - длина чешуйки, I - толщина че-

. 2

шуйки

Предложенный модельный подход позволяет получить простейшие аналитические зависимости упругих свойств матричных полимерных композитов, наполненных жесткими частицами от следующих структурных параметров расстояния между центрами частиц и размерами частиц, которые в предложенных моделях учтены степенью наполнения, объемом усиленной фазы

Третий раздел описывает исследуемые материалы, методы изготовления образцов и их исследования, а также анализ полученных экспериментальных данных и их корреляцию с результатами, полученными с применением моделей

Объектом исследования являлись образцы композиционного материала с непрерывным углеродным наполнителем (лента марки ЛУ-2 на основе эпоксидного связующего марки ЭД-22 (ГОСТ 10587)) модифицированного дисперсным наполнителем - порошок оксида алюминия Для определения характеристик полученных образцов использовался динамический механиче-

ский анализ - исследование изменения тангенса угла механических потерь, области температуры стеклования в зависимости от структуры материала (ширина пика на половине высоты характеризует уровень структурной однородности, высота пика коррелирует с ударной вязкостью и опасным размером магистральной трещины).

На рисунке 2 представлен график изменения критического коэффициента интенсивности напряжений К/с в зависимости от массового содержания ультрадисперсного порошка (УДП). Видно, что для двух типов ультрадисперсных порошков алмаза УДП-А и алмазографита УДП-АГ при их содержании до 1 обьемного % происходит повышение трещиностойкости эпоксидного связующего. Причем, для порошка УДП-АГ добавка всего лишь 0,125 % масс, приводит к повышению значений К/с в два раза по сравнению с исходным эпоксидным материалом.

Данные, полученные в результате обработки диаграмм растяжения, также свидетельствуют в пользу применения малых добавок в пересчете на объемные проценты до 0,3 - 0,5 % соответственно типу порошка. Особенно ярко данный факт проявляется для составов с УДП-А. При увеличении объемного содержания нанопорошка до 1 % наблюдается тенденция снижения предела прочности а при растяжении ниже значений исходного эпоксидного связующего, а также значительное уменьшение значений предельных деформаций е. Отмечается также изменение в поведении при растяжении (рисунок 3).

3,3

1.3

О 0.5 1 1.5 2 2,5 3 3.5 4 4.5 5

ф%

Рисунок 2 - Зависимость критического коэффициента интенсивности напряжений К/с от степени наполнения ф нанопорошков, где 1 - УДП-А; 2 - УДП-АГ

Рисунок 3 - Диаграммы растяжения, где 1- эпоксидное связующее; 2- 0,5 % УДП-А; 3 - 1,0% УДП-А

В качестве моделей для прогнозирования численных значений динамического модуля сдвига в рассматриваемых системах полимер -наполнитель, как было отмечено в главе 2, предложили использовать модель Хашина - Ш грикмана (I) и модель Лущейкина (II).

Анализ полученных данных показывает, что значения коэффициента усиления в системах с оксидом алюминия (Ун = 5%), укладываются в вариационную вилку Хашина-Штрикмана. Большей сходимостью обладают данные, полученные по модели Лущейкина. Это хорошо прослеживается и на графической зависимости коэффициента усиления ^ _ от степени наполнения (рисунок 4), От

где вн - сдвиговой модуль упругости наполненного полимера, Ст - сдвиговой модуль упругости матрицы.

Рисунок 4 - Зависимость коэффициента усиления К от степени наполнения А120з

Для ультрадисперсных порошков алмаза и алмазографита сходимость результатов наблюдается только при степенях наполнения близких к нулю и от 0,75 до 1 объемного %. В интервале от 0,15 до 0,75 объемных % наблюдается существенное расхождение результатов (в пределах 50 %). Это связано с неоднозначностью и сложностью протекающих структурообразующих процессов в эпоксидном связующем.

Четвертый раздел посвящен исследованию эффективности модифицирования полимеров в рамках фрактально-кластерного подхода.

Использование современных физических концепций (моделей необратимой агрегации, фрактального анализа, кластерной модели моделей диффузионно-ограниченной агрегации и т.д.) позволяет количественно охарактеризовать процесс агрегации частиц наполнителя и его влияние на свойства композитов. Основными параметрами, влияющими на процесс агрегации, являются размер частиц и степень наполнения. Следующие факторы также могут оказать существенное влияние на степень агрегации частиц: активность поверхности частиц, плотность частиц, исходная структура неотвержденной композиции, вязкость связующего, температура среды, длительность совмещения компонентов.

а) б)

Рисунок 5 -Поверхности сломов эпоксидных образцов, где а) полимера, наполненного УДП-А при д>= 0,5 %; б) - чистого полимера

Образцы были просканированы и загружены в программу РгасБт. Программа предназначена для определения фрактальной размерности границ наполнителя в композиционных материалах методом островов среза и методом подсчета клеток. На рисунке 5 представлены примеры обрабатываемых фотографий.

Рассчитывались следующие фрактальные размерности наполненного полимера:

- площадь фрагментов 5(1Чфр), пиксели;

- длина периметра фрагментов Ь(фр), пиксели;

- фрактальная размерность по методу островов среза О острова среза;

- фрактальная размерность по клеточному методу О клеточная.

В пятом разделе проводиться экспериментальная оценка влияния фрактальных характеристик наполненного полимера на свойства материала.

Объектом исследования являются образцы композиционного материала на основе эпоксидного связующего модифицированного УДЧ определенной природы степенью наполнения <рп не превышающей одного процента. В качестве связующего использовалась композиция на основе эпоксидиановой смолы марки ЭД-20.

В качестве модификатора свойств связующего было выбрано три типа порошкообразного наполнителя. Порошок ультрадисперсного синтетического алмаза УДП-А, порошок графитизированного ультрадисперсного синтетического алмаза УДП-АГ и порошок оксида алюминия А130> Основные характеристики порошков приведены в таблице 2.

Таблица 1 - Основные характеристики порошкообразных наполнителей

Марка наполнителя Внешний вид Содержание основного вещества, % Удельная площадь поверхности, м2/г Средний размер кристаллитов, нм Форма частиц

УДП-А серый порошок не менее 90 270 4-6 сферическая

УДП-АГ черный порошок не менее 85 380-550 4,5-5,5 сферическая

АЬ03 белый порошок 90 150 4* чешуйчатая

^размер частиц приведен в микрометрах, порошок монофазен, плотность пикнометрическая составляет 3,6 г/ см '

Степень наполнения, %

-♦— ЭД-20+УДП-А ЭД-20+УДП-АГ -А-ЭД-20+А12СЬ

Рисунок 6 - Влияние степени наполнения полимера на фрактальную размерность О

Анализ влияния степени наполнения смолы ЭД-20 частицами УДП-А, УДП-АГ и АЬОз на фрактальную размерность О наполненного полимера показывает, что с увеличением (р„ наблюдается рост Э для системы ЭД-20+УДП-АГ. Прежде всего, это объясняется высоким значением удельной поверхности частиц (380 м!/г), что приводит к повышенной склонности к агрегированию, а значит к большему «возмущению» структуры, по сравнению

с введением частиц УДП-А и А12Оз, дл которых наступает стабилизация й на уровне чистого связующего.

3,0

с.

<

Я 8,0______:

о'

« -г

ос ¥

» а /0----;

£ ^

х

о.

<о

? 6,0,--

5,0_I

-!

0.7 0.9 1.1 1,3 1,5 1,7 1.9 2.1 2,3 Фрактальная раилерность О

-+- ЭД-20+АЬ03 ЭД-20+УДП-АГ

Рисунок 7 - Зависимость ударной вязкости Ар от фрактальной размерности О наполненного полимера

Анализ зависимости ударной вязкости Ар от фрактальной размерности О наполненного полимера показывает, что для обеих систем ЭД-20+УДП-АГ и ЭД-20+А1;03 с ростом фрактальной размерности при (р„ от 0,1 до 1 % наблюдается падение ударной вязкости. Для системы ЭД-20+УДП-АГ, падение А,, можно объяснить тем, что с повышением (р„ происходит увеличение «возмущения» структуры, то есть рост О, вызванное наличием агломератов, которые при ударных нагрузках будут являться концентраторами напряжений. Для системы ЭД-20+А1:03 большую роль будет играть форма частиц - чешуйка. Важным моментом будет расположение частицы, определяющее распределение напряжений.

Анализ зависимости динамического модуля упругости Е' для систем ЭД-20+УДП-АГ и ЭД-20+А1203 от фрактальной размерности £> показывает, что с ростом фрактальной размерности значение модуля упругости увеличивается. Это объясняется тем, что с ростом (р„ увеличивается «возмущение» структуры, обусловленное ростом фрактальной размерности, что ведет уменьшению гибкости статистической цепи, то есть затруднению молекулярной подвижности.

Фрактальная размерность О

ЭД-20+УДП-АГ Эд-20+А|?0э

Рисунок 8 - Зависимость динамического модуля упругости £7 от фрактальной размерности О

ОСНОВНЫЕ ВЬ!ВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

1. На основании теоретических и экспериментальных исследований установлены основные принципы формирования структуры эпоксидного связующего, наполненного ультрадисперсными частицами, а именно:

физические - ультрадисперсные частицы, на масштабах, измеряемых долями микрометров, выступают не в качестве концентраторов напряжений, а как дополнительные узлы сшивки дефектных областей полимерной сетки;

структурные - агрегаты частиц, размером от 60 до 100 нм, формируют особые свойства полимера, прилегающего к их поверхности;

2. С помощью компьютерного эксперимента были получены характеристики разреженных случайных структур, позволяющие оценить вероятность образования той или иной структуры и степень ее разупэрядоченности, проведены исследования морфологии синтезированных структур. Для псевдогомогенной сплошной среды, содержащей ультрадисперсные частицы при степени наполнения ф —>0 нормированная геометрическая энтропия Н —»1, а для монофракционной плотной структуры наполненной непрерывными волокнами при ф =75% Н =0,75, что свидетельствует о том, что данные структуры наиболее вероятны в реальных системах.

3. Для модели Лущейкина в расчете объема занимаемого сорбируемым полимером учтена форма частиц. Для модели Хашина-Штрикмана разработан алгоритм ее применения для полимерных систем, модифицированных ультрадисперсными частицами.

4 Экспериментально установлено, что эффективное изменение эксплуатационных свойств эпоксидных связующих наблюдается при введение до I объемного % порошков синтетического алмаза и алмазографита, с размерами частиц от 4-10 до 40-60 нм, с удельной поверхностью от 270 до 500 м2/г и частиц оксида алюминия (средний размер не более 0,1 мкм, площадь удельной поверхности 15 м2/г)

5 Выявлено влияние удельной поверхности, формы и размеров частиц (и их агрегатов) на формирование уровня эксплуатационных свойств композиционных материалов и развитие процесса поврежденности Экспериментально показано, что при введении ультрадисперсных порошков синтетических алмаза и алмазографита до 1 % происходит повышение трещиностойко-сти Причем, для порошка алмазографита добавка всего лишь 0,5 объемных % приводит к повышению значений коэффициента интенсивности напряжений в два раза по сравнению с исходным эпоксидным материалом

Динамический модуль упругости полимера, наполненного УДП-А при <р„ до 1 % возрастает на 40 % по сравнению с ненаполненным, а для полимера, наполненного А120з, наблюдается рост на 20 %

Временная прочность при сжатии для системы ЭД-20+УДП-А при <рн=1 % возрастает на 20 % по сравнению с ненаполненным, для системы ЭД-20+А1303 на 26 % и для системы ЭД-20+УДП-АГ на 40 %

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1 Рогалев, A.B. Геометрический синтез случайных структур в наполненных полимерах [текст] / А В Рогалев, Е С Ананьева, В Б Маркин // Труды международной научно-технической конференции «Композиты - в народное хозяйство», АлтГТУ - Барнаул изд-во АлтГТУ, 2005, стр 183-194

2 Рогалев, A.B. Моделирование случайных геометрических структур в наполненных полимерах [текст] / А В Рогалев, Е С Ананьева, В Б Маркин // Сборник трудов XII Международной научно-практической конференции «Современные техника и технологии» - Томск Изд-во ТПУ, 2006 Т 1 - с 465-467

3 Рогалев, A.B. Оценка влияния наночастиц на модуль сдвига углепластика при комбинированном наполнении [текст] / А В Рогалев, Е С Ананьева, В Б Маркин // Труды VI Всероссийской школы-семинара «Новые материалы Создание, структура, свойства - 2006» - Томск Изд-во ТПУ, 2006 - с 201 - 203

4 Рогалев, A.B. Синтез стохастических геометрических структур в дисперсно-наполненных полимерах [текст] / А В Рогалев, Е С Ананьева, В Б Маркин // Труды Международной молодежной научной конференции «XIV Туполевские чтения» - Казань Изд-во КГТУ, 2006 - с 225 - 226

5 Рога л ев, A.B. Влияние уровней распределения ультрадисперсных частиц на структуру термореактивных матриц [текст] / А В Рогалев, С А Хвостов, Е С Ананьева, В Б. Маркин // Ползуновский альманах - Барнаул Изд-во АлтГТУ, 2007 №1-2 - с 4-6

6 Рогалев, A.B. Исследование влияния распределения наночастиц в эпоксидном полимере на свойства [текст] / А В Рогалев, С А Хвостов, Е С Ананьева, В Б Маркин // Сборник докладов Международной конференции «Композит - 2007» - Саратов Изд-во 000«Типография Максим», 2007, с 392-394

7 Рогалев, A.B. Роль технологических факторов в процессе получения КМ, модифицированного ультрадисперсными частицами [текст] / А В Рогалев, С А Хвостов, Е.С Ананьева, В Б Маркин // Сборник докладов Международной конференции «Композит - 2007» - Саратов Изд-во 000«Типография Максим», 2007, с 401-404

8 Рогалев, A.B. Прогнозирование свойств композиционного материала, наполненного наноразмерными частицами в рамках фрактально-кластерного подхода [текст] / AB Рогалев, С А Хвостов, Е С Ананьева, В Б Маркин // Ползуновский вестник - Барнаул Изд-во АлтГТУ, 2007 №3 - с 98-104

9 Рогалев, А В. Технология получения наноструктурированных материалов [текст]/ А В Рогалев, С А Хвостов, Е С Ананьева, В Б Маркин // Ползуновский вестник - Барнаул Изд-во АлтГТУ, 2007 №3 - с 162-167

Подписано в печать 10 10 2007 Формат 60x84 1/16 Печать - ризография Услпл 2,09 Тираж 100 экз Заказ 107/2007 Издательство Алтайского государственного технического университета им. И.И. Ползунова, 656038, г. Барнаул, пр-т Ленина, 46. Лицензии ЛР № 020822 от 21 09 98 года, ПЛД № 28-35 от 15 07 97 Отпечатано в ЦОП АлтГТУ 656038, г Барнаул, пр-т Ленина, 46

Введение.

1 Теоретическое обоснование влияния геометрическойктуры наполнителя на физико-механические свойства КМ.

1.1 Типы механического поведения и виды разрушения дисперсно-наполненных композитов.

1.2 Структурные характеристики дисперсно-наполненных систем.

1.3. Анализ изменения структуры полимерной матрицы.

1.4 Выводы.

2 Разработка геометрической модели для прогнозирования упруго-прочностных свойств наполненных полимерных композитов.

2.1 Влияние агрегирования жесткого дисперсного наполнителя на структурные характеристики систем.

2.2 Структурное моделирование композитов с комбинированным наполнителем.

2.3 Выводы.

3 Экспериментальное исследование вязкоупругих свойств полимера, наполненного ультрадисперсными частицами, и проверка разработанной модели.

3.1 Цели и задачи исследования.

3.2 Описание объектов исследования.

3.3 Экспериментальная установка и метод исследования.

3.4 Технология приготовления образцов.

3.5 Результаты исследований наполненных полимерных материалов методом ДМА.

3.6 Оценка эффективности расчетных моделей для прогнозирования упругих характеристик полимерного материала с комбинированным наполнением.

3.7 Статистическая обработка результатов экспериментов.

3.8 Выводы.

4 Исследование эффективности модифицирования полимеров в рамках фрактально-кластерного подхода.

4.1 Моделирование процессов агрегации частиц.

4.2 Влияние степени агрегации на свойства КМ.

4.3 Вывод.

5 Экспериментальная оценка влияния фрактальных характеристик наполненного полимера на свойства материала.

5.1 Цели и задачи исследования.

5.2 Описание объектов исследования.

5.3 Технология приготовления образцов.

5.4 Определение фрактальной размерности наполненного полимера в зависимости от природы и содержания наноразмерных частиц.

5.4.1 Фрактальные размерности наполненного полимера, полученные при относительной мощности УЗ установки равной 20%.

5.4.2 Фрактальные размерности наполненного полимера при (рн= 1 %, полученного при относительной мощности УЗ установки от 10 до 40 %

5.5 Влияние фрактальной размерности наполненного полимера на вязкоупругие характеристики материала.

5.6 Анализ полученных результатов.

5.7 Выводы.

Конструкционные пластики на основе непрерывных волокон обладаютвысоким уровнем физико-механических характеристик. Однако ихприменение в конструкциях повышенной надежности ограниченоневысокими значениями вязкости разрушения композитов, особенно наоснове высокомодульных волокон. Это связано в первую очередь с тем, чтоприменяемые полимерные связующие разрушаются под действиемэксплуатационных факторов быстрее основного наполнителя, снижая егореализационную прочность и долговечность композита в целом.Повышение трещиностойкости композиционного материала можетбыть решено путем рационального выбора полимерного связующего илиулучшения технологии изготовления при заданных компонентах материала.Опыт, накопленный в производстве конструкционных пластиков,показывает, что наблюдается некоторая взаимосвязь между физикомеханическими свойствами композиционного материала (КМ) и связующего.Поэтому важно, чтобы выбранное связующее обеспечивало необходимыеупругие, прочностные, деформационные свойства, а также теплостойкость иснижение тенденции к образованию трещин. В настоящее время разработанряд приемов, позволяющих в определенной мере повысить технологическуюмонолитность изделия. Наиболее перспективными являются приемы,направленные на модификацию полимерных связующих и формированиеопределенной структуры на молекулярном, топологическом инадмолекулярном уровне.В последнее время теоретически обоснована возможностьэффективного применения ультрадисперсных наполнителей, в качествемодификаторов связующего, для достижения синергетического эффекта прикомбинированном наполнении (непрерывное волокно и ультрадисперснаячастица). Однако открытым остается вопрос о влиянии энергетикиповерхности, размеров, однородности распределения ультрадисперсныхчастиц на структурообразующие процессы в полимерном связующем иследовательно уровень эксплуатационных свойств композита. В связи с чемактуальность рассматриваемого вопроса не вызывает сомнения.

5.7 Выводы

При анализе влияния фрактальной размерности D на деформационно-прочностные характеристики наполненного полимера получили, что влияние изменения структуры полимера (изменение D) на различные свойства материала не однозначно. С одной стороны, рост фрактальной размерности может привести к ухудшению свойств наполненного полимера, например, как в случае тангенса механических потерь, а с другой стороны, наоборот, к росту динамического модуля упругости.

При наполнении полимера частицами УДП-А в количестве 0,1 - 1 % его ударная вязкость снижается с 3 до 16 % по сравнению с ненаполненным полимером. Тем самым подтверждаются данные литературных источников, о том, что оптимальное наполнение УДП-А до ОД %. При введении в полимер частиц AI2O3 в количестве от 0,1 % его ударная вязкость возрастает на 10 % , а при наполнении 1 % снижается на 6 % по сравнению с ненаполненным. Тангенс угла механических потерь полимера, наполненного УДП-А при ^„=0,1 - 1 %, падает с 4 до 18 %. Тангенс угла механических потерь полимера, наполненного AI2O3 при ^„=0,1 - 1 %, падает с 2 до 12 %. Динамический модуль упругости полимера, наполненного УДП-А при <рн до 1 % возрастает на 40% по сравнению с ненаполненным, а для полимера, наполненного AI2O3, наблюдается рост на 20 %. Временная прочность при сжатии для системы ЭД-20+УДП-А при фн=1 % возрастает на 20 % по сравнению с ненаполненным, для системы ЭД-20+А12О3 на 26 % и для системы ЭД-20+УДП-АГ на 40 %.

1. На основании теоретических и экспериментальных исследований установлены основные принципы формирования структуры эпоксидного связующего, наполненного ультрадисперсными частицами, а именно: физические - ультрадисперсные частицы, на масштабах, измеряемых долями микрометров, выступают не в качестве концентраторов напряжений, а как дополнительные узлы сшивки дефектных областей полимерной сетки; структурные - агрегаты частиц, размером от 60 до 100 нм, формируют особые свойства полимера, прилегающего к их поверхности;

2. С помощью компьютерного эксперимента были получены характеристики разреженных случайных структур, позволяющие оценить вероятность образования той или иной структуры и степень ее разупорядоченности, проведены исследования морфологии синтезированных структур. Для псевдогомогенной сплошной среды, содержащей ультрадисперсные частицы при степени наполнения ф —>0 нормированная геометрическая энтропия # —»1, а для монофракционной плотной структуры наполненной непрерывными волокнами при ф =75% #=0,75, что свидетельствует о том, что данные структуры наиболее вероятны в реальных системах.

3. Для модели Лущейкина в расчете объема занимаемого сорбируемым полимером учтена форма частиц. Для модели Хашина-Штрикмана разработан алгоритм ее применения для полимерных систем, модифицированных ультрадисперсными частицами.

4. Экспериментально установлено, что эффективное изменение эксплуатационных свойств эпоксидных связующих наблюдается при введение до 1 объемного % порошков синтетического алмаза и алмазографита, с размерами частиц от 4-10 до 40-60 нм, с удельной поверхностью от 270 до 500 м /г и частиц оксида алюминия (средний размер не более 0,1 мкм, площадь удельной поверхности 15 м /г).

5. Выявлено влияние удельной поверхности, формы и размеров частиц (и их агрегатов) на формирование уровня эксплуатационных свойств композиционных материалов и развитие процесса поврежденности. Экспериментально показано, что при введении ультрадисперсных порошков синтетических алмаза и алмазографита до 1 % происходит повышение трещиностойкости. Причем, для порошка алмазографита добавка всего лишь 0,5 объемных % приводит к повышению значений коэффициента интенсивности напряжений в два раза по сравнению с исходным эпоксидным материалом.

6. Динамический модуль упругости полимера, наполненного УДП-А при (рн до 1 % возрастает на 40 % по сравнению с ненаполненным, а для полимера, наполненного А120з, наблюдается рост на 20 %.

Временная прочность при сжатии для системы ЭД-20+УДП-А при фн=1 % возрастает на 20 % по сравнению с ненаполненным, для системы ЭД-20+А1203 на 26 % и для системы ЭД-20+УДП-АГ на 40 %.

1. Мошев, В.В. Структурные механизмы формирования механических свойств зернистых полимерных композитов./ В.В. Мошев, A.JI. Свистков, O.K. Гаришин и д.р. -.Екатеринбург: УрО РАН, 1997. - 5-8,14-19,48-57с

2. Farris, R.J. The character of the stress-strain function for highly filled elastomers // Trans. Soc. Pheol. - 1968. - Vol. 12. № 2. - P. 303 - 314.

3. Соколкин, Ю.В., Механика деформирования и разрушения структурно-неоднородных тел./ Ю.В. Соколкин, А.А. Ташкинов- М.: Наука, 1984. - 115 с.

4. Ленг, Ф.Ф. Разрушение композитов с дисперсными частицами в хрупкой матрице // Кн. Композиционные материалы. Т. 5. Разрушение и усталость. -М., 1978.-С. 21-57.

5. Гаришин, O.K. Структурное моделирование процессов разрушения в наполненных зернистых композитах // Деформирование и разрушение структурно-неоднородных материалов. - Свердловск, 1989. - С. 32 - 40.

6. Свистков, А.Л. Влияние поверхностных слоев вокруг включений на микроструктурные напряжения композиционного материала // Структурная механика композиционных материалов. - Свердловск, 1983. -С. 77-81.

7. Филипс, Д. Прочность, вязкость разрушения и усталостная выносливость полимерных композиционных материалов // Д. Филипс, Б. Харрис, В кн. Промышленные полимерные композиционные материалы. -М., 1980.-С. 50-146.

8. Кауш, Г. Разрушение полимеров. - М.: Мир, 1981. - 440 с.

9. Нарисава, Н. Прочность полимерных материалов. - М.: Химия, 1987. -360 с.

Ю.Вахтииская, Т.Н. Ударопрочные материалы на основе смесей полимеров // Т.Н. Вахтинская, Т.Н. Андреева, А.С. Кал еров и др./ Пласт, массы. - 1990. №3.-С. 51-53.

11.Evans, A. On the toughness of particulate filled polymers 11 A. Evans, S. Williams, P. Beaumont / Journal Material Sci. - 1985. - Vol. 20, № 10. - P. 3668 -3674.

12.Бакнелл, К.Б. Ударопрочные пластики. - Л., 1981. - 327 с.

13.Свистков, А.Л. Моделирование разрушения эластомера с твердым наполнителем зернистого типа с учетом характерных размеров включений // Высокомолек. соединения. Сер. А., 1994. - Т. 33., № 36. - С. 412-418.

14.Кривободров, B.C. Начальные стадии эволюции микротрещин // B.C.

Кривободров, А.Н. Орлов / Журн. техн. физики. - 1985. - Т. 55, вып. 8. - С. 1677-1679.

15.Иванова, B.C. Синергетика и фракталы в материаловедении.// B.C. Иванова,, А.С. Баланкин, И.Ж. Бунин - М.: Наука, 1994.

16.Новиков, В.У. Структура и свойства полимеров в рамках фрактального подхода // В.У. Новиков, Г.В. Козлов / Успехи химии. - 2000. - Т. 69. - С. 572-599.

17.Козлов, Г.В. Синергетика и фрактальный анализ сетчатых полимеров. // В.У. Новиков, Г.В. Козлов - М.: Классика, 1992.

18.Новиков, В.У. Фрактальный анализ процессов разрушения полимеров и полимерных материалов. // В.У. Новиков, Г.В. Козлов - М.: Классика, 1998. -154 с.

19.Волченок, В.Ф. Моделирование свойств полидисперсных структур.

Минск: Навука i тэхника, 1991. - 193 с. 20.3айман, Дж. Модели беспорядка // Теоретическая физика однородно неупорядоченных систем. - М.: Мир, 1982. - 592 с. 21.Мошев, В.В. Структурные механизмы формирования механических свойств зернистых полимерных композитов. // В.В. Мошев, А.Л. Свистков, О.К. Гаришин и др. - Екатиринбург: УрО РАН, 1997. - 508 с.

22.Бобрышев, А.Н. Синергетика дисперсно - наполненных композитов./ А.Н. Бобрышев, В.Н. Козомазов, Р.И. Авдеев, В.И. Саломашов - М.: ЦКТ МИИТа, 1999.-252 с.

23.Липатов, Ю.С. Межфазные явления в полимерах. - Киев: Наукова думка, 1980.-259 с.

24.Кунин, И.А. Теория упругих сред с микроструктурой. -М.: Наука, 1975. -415 с.

25.Панин, В.Е. Физическая мезамеханика и компьютерное конструирование материалов./ В.Е. Панин, В.Е. Егорушкин, П.В. Макаров, Ю.В. Гриняев и др.-Новосибирск: Наука, 1995.-Т. 1.-297 с.-Т. 2.-304 с.

26.Люткавичус, М. Моделирование ползучести композитов полимерная матрица - дисперсный наполнитель // М. Люткавичус, Р. Лявинскас, И. Сапрагонас / Механика композит, материалов. - 1995. - Т. 31. № 6. - С. 754 -768.

27.Лурье, С.А. Математические модели механики сплошной среды и физических полей // С.А. Лурье, П.А. Белов, Изд. ВЦ РАН, 2000. - 151 с.

28.Германович, Л.Н. Вариальные разложения в задачах об эффективных характеристиках // Л.Н. Германович, А.В. Дыскин / Механика композитных материалов, 1994. - Т. 30. №2. - С. 222 - 237.

29.3гаевский, В.Э. Роль и значение физического модельного подхода в описании и предсказании эффективных физико-механических свойств и поведения гетерогенных полимерных сред // В.Э. Згаевский, Ю.Г Яновский. / Механика композитных материалов и конструкций, 1995. - Т. 1. №1. - С. 19-53.

30.Жук, А.В. Микродеформационное поведение дисперсно-наполненного композитного материала с упругопластичной матрицей // А.В. Жук, А.Я. Горенберг, В.А. Тополкараев / Механика композитных материалов, 1981. -№2.-С. 234-237.

31.Кочетков, В.А. Расчет характеристик упругости многофазного композита, содержащего составные или полые сферические включения Механика композитных материалов, 1994. №1. - С. 19-53.

32.Лущейкин Г.А. Моделирование упругих и механических прочностных свойств наполненных полимеров и композитов // Пласт. Массы, 2003. - № 1.-С. 36-38.

33.Козлов, Г. В. Новый подход к фрактальным размерностям структуры полимерных дисперсно-наполненных композитов. /

Г. В. Козлов, А. К. Микитаев // Механика композитных материалов и конструкций. - 1996. т.2, №3-4. - с. 144 - 157.

34.Новиков В. У. Мультифрактальный формализм. / Д. В. Козицкий, В. У Новиков // Пластические массы. - 2001, №1. - с.7 - 14.

35.Шабетник, В. Д. Фрактальная физика. М - ОАО «Тибр», 2000 - 234 с.

36.Новиков, В. У. Структура наполненных полимеров как набор фракталов. / В. У. Новиков, Г. В. Козлов // Материаловедение. - 1998, №10. -с.14- 18.

37.Новиков, В. У. Применение мультифрактального формализма. / В. У.

Новиков, Д. В. Козицкий // Материаловедение. - 2000, №11. -с.11 -23

38.Новиков, В.У. Полифрактальность структуры наполненных полимеров./

В. У. Новиков, Г. В. Козлов // Пластические массы. - 2004, №4. - с.27 - 38

39.Ролдугнн, В. И. Фрактальные структуры в материаловедении. // Материаловедение. - 2005, №4. - с.22 - 29

40.Колмогаров А. Н. Элементы теории функций и функционального анализа. М: Наука, 1972 - 154 с.

41.Новиков, В. У. Влияние наполнителя на структуру полимерной матрицы. / В. У. Новиков, Г. В. Козлов // Пластические массы. - 2004, №8. -с.12-24

42.Новиков, В. У. Фрактальная механика наполненных полимеров. / В. У.

Новиков, Г. В. Козлов // Пластические массы. - 2005, №2. - с.21 - 28

43. Липатов, Ю. С. Физико-химические основы наполнения полимеров. -М.: Химия, 1991. -356 с.

44. Абаев, А. М. Физика и техника высоких давлений. - М: Химия, 1998. -102 с.

45.Козлов, Г. В. Фрактальное описание межфазного слоя. / Г. В. Козлов, А. К. Микитаев // Механика композитных материалов и конструкций. - 2000. т.2, №3. -с.36-41

46.Новиков, В. У. Ударная вязкость наполненных полимеров. / В. У.

Новиков, Г. В. Козлов // Материаловедение. - 1999, №13. - с.28 - 31

47.Новиков, В. У. Теория фракталов и инженерные приложения. / В. У. Новиков, Г. В. Козлов // Материаловедение. - 2006, №8. - с. 15 - 22

48.Новиков, В. У. Моделирование композитов с оптимизацией параметров на графах. // Механика композитных конструкций. - 1996, №4. - с.467 - 478

49.Скришевский, А. Ф. Структурный анализ жидкостей и аморфных тел. -Высшая школа 1980 - 174 с.

50.Галлагер, Р. А. Метод конечных элементов. Основы. - М.: Мир, 1984. -428с.

51.Сегерлинд, JI. В. Применение метода конечных элементов. - М.: Мир, 1979.-427с.

52.Чернышева, Т. А. Взаимодействие металлургических расплавов с армирующим наполнителем. - М.: Наука, 1993. - 72 с.

53. Snyder, К. A. A probalistic theory on the time of fracture of amorphous crosslinked polymers // J. Appl. Phys. - 1992. - Vol. 72.

54. Верещагин, A. JI. Ультрадисперсные алмазы детонационного синтеза.-Бийск: Изд-во АлтГТУ, 2001.- 177 с.

55.Гуняев, Г.М. Технология и эффективность модифицирования углепластиков углеродными наночастицами // Конструкции из композиционных материалов. - 2004, №4. - с.77 - 79.

56.Козлов, Г. В. Изменение структуры полимерной матрицы в дисперсно-наполненных композитах: фрактальная трактовка. // Г. В. Козлов, Ю. С. Липатов // Механика композитных конструкций. - 2004, №6. - с.827 - 834.

57.Козлов, Г. В. Изменение структуры полимерной матрицы в дисперсно-наполненных композитах. / Г. В. Козлов, А. К. Микитаев // Механика композитных конструкций. - 1996, №3. - с. 144 - 151.

58.Новиков, В. У. Фрактальный анализ. / В. У. Новиков, Г. В. Козлов // Синергетика, структура и свойства материалов, самоорганизующиеся технологии. - 1996, №4. - с.221 - 232.

59.Смирнов, Е. П. Алмазы: получение, свойства, применение. - Л.: ЛТИ им. Ленсовета, 1984. - 73 с.

60.Новиков, В. У. Модель термического кластера. / В. У. Новиков, Г. В. Козлов // Успехи химии. - 2000, №12. - с.572 - 584.

61.Новиков, В. У. Структура и свойства полимеров в рамках фрактального подхода / В. У. Новиков, Г. В. Козлов // Успехи химии. - 2000. т.69, №6. -с.579-599.

62.Дзенис, Ю. А. Влияние агрегации жесткого дисперсного наполнителя на диссипативные свойства полимерного композита // Механика композитных материалов. - 1990. № 1. - с. 171 - 174.

63.Sumita, М. Т. Tensile yield stress ofpolypropylene composites filled with ultrafine particles. // J. Mater. Sci. - 1983. v. 18, №5.-p. 1758- 1764.

64.Козлов, Г. В. Новый подход к фрактальным размерностям структуры полимерных дисперсно-наполненных композитов. // Механика композитных материалов и конструкций. - 1996. т.2, №3-4. - с. 144 - 157.

65.Козлов, Г. В. Фрактальный анализ агрегации частиц наполнителя в полимерных материалах // Механика композитных материалов и конструкций. - 2003. т.8, №1. - с.398 - 448.

66.Новиков, В. У. Характеристика структуры композиционных материалов в рамках фрактального формализма / Новиков В.У., Микитаев А.К. // Материаловедение. - 1998. №7. - с.2 - 9.

67.3гаевский, В. Э. Роль и значение физического модельного подхода в описании и предсказании эффективных физико-механических свойств и поведения гетерогенных полимерных сред // Механика композитных материалов и конструкций. - 1995. т.1, №1. - с. 19-53.

68.Козлов, Г. В. Фрактальная трактовка уравнения Гриффитса для межфазного разрушения дисперсно-наполненных полимерных композитов / Г.В.Козлов, В. А. Белошенко, А. К. Микитаев // Физико-химическая механика материалов. - 1999. т.35, №3. - с. 116-118.

69.Новиков, В. У. Фрактальный подход к межфазному слою в наполненных полимерах / В. У. Новиков, Г. В. Козлов, О. Ю. // Механика композитных материалов. - 2000. т.36, №1. - с.3-32.

70. Рогалев, А.В. Геометрический синтез случайных структур в наполненных полимерах / А.В. Рогалев, Е.С. Ананьева, В.Б. Маркин // Труды международной научно-технической конференции «Композиты - в народное хозяйство», АлтГТУ - Барнаул: изд-во АлтГТУ, 2005, стр. 183-194

71. Рогалев, А.В. Моделирование случайных геометрических структур в наполненных полимерах / А.В. Рогалев, Е.С. Ананьева, В.Б. Маркин // Сборник трудов XII Международной научно-практической конференции «Современные техника и технологии». - Томск: Изд-во ТПУ, 2006. Т.1. - с. 465-467.

72. Рогалев, А.В. Оценка влияния наночастиц на модуль сдвига углепластика при комбинированном наполнении / А.В. Рогалев, Е.С. Ананьева, В.Б. Маркин//Труды VI Всероссийской школы-семинара «Новые материалы. Создание, структура, свойства - 2006». - Томск: Изд-во ТПУ, 2006. - с. 201 -203.

73. Рогалев, А.В. Синтез стохастических геометрических структур в дисперсно-наполненных полимерах / А.В. Рогалев, Е.С. Ананьева, В.Б. Маркин // Труды Международной молодежной научной конференции «XIV Туполевские чтения». - Казань: Изд-во КГТУ, 2006. - с. 225 - 226.

74. Хвостов, С.А. Влияние уровней распределения ультрадисперсных частиц на структуру термореактивных матриц / С.А. Хвостов, А.В. Рогалев, Е.С. Ананьева, В.Б. Маркин // Ползуновский альманах. - Барнаул: Изд-во АлтГТУ, 2007. №1-2. - с. 4 - 6.

75. Рогалев, А.В. Исследование влияния распределения наночастиц в эпоксидном полимере на свойства / А.В. Рогалев, С.А. Хвостов, Е.С. Ананьева, В.Б. Маркин // Сборник докладов Международной конференции «Композит - 2007». - Саратов. Изд-во 000«Типография Максим», 2007, с. 392-394.

76. Хвостов, С.А. Роль технологических факторов в процессе получения КМ, модифицированного ультрадисперсными частицами / С.А. Хвостов, А.В. Рогалев, В.Б. Маркин, Е.С. Ананьева, // Сборник докладов Международной конференции «Композит - 2007». - Саратов. Изд-во 000«Типография Максим», 2007, с. 401-404.

77. Рогалев, А.В. Прогнозирование свойств композиционного материала, наполненного наноразмерными частицами в рамках фрактально-кластерного подхода / А.В. Рогалев, С.А. Хвостов, Е.С. Ананьева, В.Б. Маркин // Ползуновский вестник. - Барнаул: Изд-во АлтГТУ, 2007. №3. - с. 98-104.

78. Хвостов, С.А. Технология получения наноструктурированных материалов / С.А. Хвостов, А.В. Рогалев, Е.С. Ананьева, В.Б. Маркин // Ползуновский вестник. - Барнаул: Изд-во АлтГТУ, 2007. №3. - с. 162-167.

1. Мошев, В.В. Структурные механизмы формирования механических свойств зернистых полимерных композитов./ В.В. Мошев, А.Л. Свистков,O.K. Гаришин и д.р. -Екатеринбург: УрОРАН, 1997. - 5-8,14-19,48-57с

2. Farris, R.J. The character of the stress-strain function for highly filled elastomers // Trans. Soc. Pheol. - 1968. - Vol. 12. № 2. - P. 303 - 314.

3. Соколкин, Ю.В., Механика деформирования и разрушения структгурно- неоднородных тел./ Ю.В. Соколкин, А.А. Ташкинов- М.: Наука, 1984. - 115с.

4. Ленг, Ф.Ф. Разрушенне комнозитов с дисперсными частицами в хрупкой матрице // Кн. Композиционные материалы. Т. 5. Разрушение и усталость. -М., 1978.-С. 21-57.

5. Гаришин, O.K. Структурное моделирование процессов разрушения в наполненных зернистых композитах // Деформирование и разрушениеструктурно-неоднородных материалов. - Свердловск, 1989. - 32 - 40.

6. Свистков, А.Л. Влияние поверхностных слоев вокруг включений на микроструктурные напряжения композиционного материала //Структурная механика композиционных материалов. - Свердловск, 1983. -С. 77-81.

7. Филипс, Д. Прочность, вязкость разрушення и усталостная выносливость нолимерных комнозиционных материалов // Д. Филипс, Б.Харрис, В кн. Промышленные полимерные композиционные материалы. -М., 1980.-С. 50-146.

8. Кауш, Г. Разрушеиие полимеров. - М.: Мир, 1981. - 440 с.

9. Нарисава, Н. Прочиость нолимерных материалов. - М.: Химия, 1987. - 360 с.Ю.Вахтинская, Т.Н. Ударопрочные материалы на основе смесей полимеров// Т.Н. Вахтинская, Т.Н. Андреева, А.С. Кал еров и др./ Пласт, массы. - 1990.Х2 3.-С.51-53.103

10. I.Evans, A. On the toughness of particulate filled polymers // A. Evans, S. Williams, P. Beaumont / Journal Material Sci. - 1985. - Vol. 20, N2 10. - P. 3668-3674.

11. Бакнелл, К.Б. Ударопрочные пластики. - Л., 1981. - 327 с.

12. Иванова, B.C. Синергетика и фракталы в материаловедении.// B.C. Иванова,, А.С. Баланкин, И.Ж. Бунин - М.: Наука, 1994.

13. Новиков, В.У. Структура и свойства полимеров в рамках фрактального подхода // В.У. Новиков, Г.В. Козлов / Успехи химии. - 2000. - Т. 69. - 572-599.

14. Козлов, Г.В. Синергетика и фрактальный анализ сетчатых полимеров. // В.У. Новиков, Г.В. Козлов - М.: Классика, 1992.

15. Н0ВИК0В, В.У. Фрактальный анализ процессов разрушения полимеров и полимерных материалов. // В.У. Новиков, Г.В. Козлов - М.: Классика, 1998. -154 с.

16. Волченок, В.Ф. Моделирование свойств полидисперсных структур. - Минск: Навука i тэхника, 1991. - 193 с.20.3айман, Дж. Модели беспорядка // Теоретическая физика однороднонеупорядоченных систем. - М.: Мир, 1982. - 592 с.

17. Мошев, В.В. Структурные механизмы формирования механических свойств зернистых полимерных композитов. // В.В. Мошев, А.Л.Свистков, O.K. Гаришин и др. - Екатиринбург: УрО РАН, 1997. - 508 с.104

18. Бобрышев, А.Н. Синергетика дисперсно - наполненных композитов./ А.Н. Бобрышев, В.Н. Козомазов, Р.И, Авдеев, В.И. Саломашов - М.: ЦКТМИИТа, 1999.-252С.

19. Лнпатов, Ю.С. Межфазные явления в полимерах. - Киев: Наукова думка, 1980.-259 с.

20. Кунин, И.А. Теория упругих сред с микроструктурой. -М.: Наука, 1975. - 415 с.

21. Панин, В.Б. Физическая мезамеханика и компьютерное конструирование матерналов./ В.Е. Панин, В.Е. Егорушкин, П.В. Макаров,Ю.В.Гриняев и др.-Новосибирск: Наука, 1995.-Т. 1.-297 с.-Т. 2.-304 с.

22. Люткавичус, М. Моделирование ползучести композитов полимерная матрица - дисперсный наполнитель // М. Люткавичус, Р. Лявинскас, И.Сапрагонас / Механика композит, материалов. - 1995. - Т. 31. № 6. - 754 -768.

23. Лурье, А. Математические модели механики сплошной среды и физических полей // А. Лурье, Н.А, Белов, Изд. ВЦ РАН, 2000. - 151 с.

24. Кочетков, В.А. Расчет характеристик упругости многофазного композита, содержащего составные или полые сферические включения105// Механика композитных материалов, 1994.№1.-С. 19-53.

25. Новнков В. У. Мультифрактальный формализм. / Д. В. Козицкий, В. У Новиков // Пластические массы. - 2001, №1. - с.7 - 14.

26. Шабетник, В. Д. Фрактальная физика. М - ОАО «Тибр», 2000 - 234 с. Зб.Новиков, В. У. Структура наполненных полимеров как наборфракталов. / В. У. Новиков, Г. В. Козлов // Материаловедение. - 1998, J^ blO.-с.14-18.

27. Новиков, В. У. Примеиепие мультнфрактального формализма. / В. У. Новиков, Д. В. Козицкий // Материаловедение. - 2000,№11.-с.11-23

28. Новиков, В.У. Полифрактальность структуры наполненных полимеров./ В. У. Новиков, Г. В. Козлов // Пластические массы. - 2004, Ш4. - с.27 - 38

29. Ролдугин, В. И. Фрактальиые структуры в материаловедении. // Материаловедение. - 2005, №4. - с.22 - 29

30. Колмогаров А. Н. Элементы теории функций и функционального анализа. М: Наука, 1972 - 154 с.

31. Новиков, В. У. Влияние наполпнтеля на структуру полимерной матрицы. / В. У. Новиков, Г. В. Козлов // Пластические массы. - 2004, J^ 28. -с.12-24

32. Новиков, В. У. Фрактальная механика нанолненных нолимеров. / В. У. Новиков, Г. В. Козлов // Пластические массы. - 2005, №2. - с.21 - 28106

33. Липатов, Ю. Физико-химические осиовы иаиолиения полимеров. - М.: Химия, 1991.-356 с.

34. Абаев, А. М. Физика и техника высоких давлеиий. - М: Химия, 1998. - 102 с.

35. Козлов, Г. В. Фрактальиое описаиие межфазиого слоя. / Г. В. Козлов, А. К. Микитаев // Механика композитных материалов и конструкций. - 2000.

36. Новиков, В. У. Удариая вязкость иаполиениых полимеров. / В. У. Новиков, г. В. Козлов // Материаловедение. - 1999, JN213. - с.28 - 31

37. НОВИКОВ, В. У. Теория фракталов и иижеиерпые приложеиия. / В. У. Новиков, Г. В. Козлов // Материаловедение. - 2006, Х28. - с.15 - 22

38. Новиков, В. У. Моделирование композитов с оптимизацией параметров на графах. // Механика композитных конструкций. - 1996, М4. - с.467 - 478

39. Скришевский, А. Ф. Структурный анализ жидкостей и аморфных тел. - Высшая школа 1980 - 174 с.5О.Галлагер, Р. А. Метод коиечных элементов. Основы. - М.: Мир, 1984. -428с.

40. Сегерлинд, Л. В. Применение метода конечных элементов. - М.: Мир, 1979.-427с.

41. Чернышева, Т. А. Взаимодействие металлургических расплавов с армирующим наполнителем. - М.: Наука, 1993. - 72 с.

42. Snyder, К. А. А probalistic theory on the time of fracture of amorphous crosslinked polymers // J. Appl. Phys. - 1992. - Vol. 72.

43. Верещагин, A. Л. Ультраднснерсные алмазы детонационного синтеза.- Бийск: Изд-во АлтГТУ, 2001.-177 с.

44. Гуняев, Г.М. Технология и эффективность модифицирования углепластиков углеродными наночастицами // Конструкции изкомпозиционных материалов. - 2004, >Г24. - с.77 - 79.107

45. Козлов, Г. В. Изменение структуры полимерной матрицы в дисперсно- наполненных композитах: фрактальная трактовка. // Г. В. Козлов, Ю. Липатов // Механика композитных конструкций. - 2004, №6. - с.827 - 834.

46. КОЗЛОВ, Г. В. Измененне структуры полимерной матрицы в дисперсно- нанолненных композитах. / Г. В. Козлов, А. К. Микитаев // Механикакомпозитных конструкций. - 1996, №3. - с. 144 - 151.

47. Новиков, В. У. Фрактальный анализ. / В. У. Новиков, Г. В. Козлов // Синергетика, структура и свойства материалов, самоорганизующиесятехнологии. - 1996, J^ o4. - с.221 - 232.

48. Смирнов, Е. П. Алмазы: получение, свойства, применение. - Л.: ЛТИ им. Ленсовета, 1984.-73 с.бО.Новнков, В. У. Модель термического кластера. / В. У. Новиков, Г. В.Козлов // Успехи химии. - 2000, ^^ 212. - с.572 - 584.

49. Новиков, В. У. Структура и свойства полимеров в рамках фрактального подхода / В. У. Новиков, Г. В. Козлов // Успехи химии. - 2000. т.69, №6. -с.579-599.

50. Дзенис, Ю. А. Влияние агрегации жесткого диснерсного наполнителя на днссннативные свойства полнмерного комнозита // Механикакомпозитных материалов. - 1990. № 1. - с. 171 - 174.

51. Sumita, М. Т. Tensile yield stress ofpolypropylene composites filled with ultrafine particles. // J. Mater. Sci. - 1983. v.l8,№5.-p. 1758-1764.

52. КОЗЛОВ, Г. B. Новый подход к фрактальным размерностям структуры нолимерных днсперсно-наполненных комнозитов. // Механикакомпозитных материалов и конструкций. - 1996. т.2, №3-4. - с. 144 - 157.

53. Козлов, Г. В. Фрактальная трактовка уравнения Гриффитса для межфазного разрушения диснерсно-нанолнепных полимерныхкомнознтов / Г.В.Козлов, В. А. Белошенко, А. К. Микитаев // Физико-химическая механика материалов. - 1999. т.35, №3. - с. 116-118.

54. Новиков, В. У. Фрактальиый подход к межфазному слою в наполненных полимерах / В. У. Новиков, Г. В. Козлов, О. Ю. // Механикакомпозитных материалов. - 2000. т.36, №1. - с.3-32.

55. Хвостов, А. Влияние уровией распределения ультрадисперспых частиц на структуру термореактивпых матриц / А. Хвостов, А.В.Рогалев, Е.С. Ананьева, В.Б. Маркин // Ползуновский альманах. - Барнаул:Изд-во АлтГТУ, 2007. Ш-2.- с.4-6.

56. Хвостов, А. Технология получения паиоструктурированных материалов / А. Хвостов, А.В. Рогалев, Е.С. Ананьева, В.Б. Маркин //Ползуновский вестник. - Барнаул: Изд-во АлтГТУ, 2007. ШЗ. - с. 162-167.110