при розтягуванні вздовж напрямку армування на 62% для часток алмазографіта і на 95% - для частинок алмазу (малюнок 3). Подібна невідповідність можна пояснюється більш високими пружними і дисипативними характеристиками матриці, що містить вуглецеві наночастинки, що дозволяє ефективніше реалізовувати міцність волокна. Крім того, хоча межа міцності на розтяг модифікованої матриці нижче же, ніж у чистого сполучного, в інтервалі подовжень, при яких відбувалися руйнування досліджуваних углепластиков, міцність матриці, що містить частки, підвищується за рахунок зниження деформативності (малюнок 3). Таке зростання добре корелюється із зростанням міцності углепластиков.
Рисунок 3 - Міцність епоксидної матриці на розтяг при деформації руйнування вуглепластика? м + і міцність вуглепластика на розтяг? р +, де 1 - чисте сполучна;
- сполучна + алмаз (0,15 об'ємних%), 3 - сполучна + алмазографіт (0,25 об'ємних%)
Екстремальне збільшення міцності пластика модифікованого частинками алмазу слід пояснювати процесами, що проходять на межі розділу. В результаті низька міцність при розтягуванні модифікованої епоксидної матриці не робить негативного впливу на властивості вуглепластика (крім розтягування в напрямках, трансверсальних осях армування). На малюнку 4 показано вплив вуглецевих наночастинок на характер залежності тангенса кута механічних втрат від температури. При введенні частинок ступінь структурної однорідності і дисипативні характеристик матриці зростають, зберігається температурний інтервалу склування. Необхідно відзначити, що позитивні ефекти транслюються і на вуглепластик.
Таким чином, отримані докази, що модифікація епоксидного сполучного вуглецевими наночастинками дозволяє транслювати властивості модифікованої матриці на властивості вуглепластика на його основі, підвищувати реалізацію міцності вуглецевих волокон в КМ.
Малюнок 4 - Залежність тангенса кута механічних втрат tg? від температури для модифікованої епоксидної матриці (а) і вуглепластиків на її основі (б), де:
---- чисте сполучна;---- Сполучна + алмаз (0,15 об'ємних%),
---- сполучна + алмазографіт (0,25 об'ємних%)
Малюнок 5 - Фотографія поверхні руйнування отвержденного епоксидного сполучного, модифікованого наночастинками алмаза: де а - радіально-орієнтовані області полімеру; б - місця затримки фронту тріщини.
Аналіз і зіставлення теоретичних і експериментальних даних показав, що всі типи досліджуваних наночастинок ефективно впливають на тріщиностійкість епоксидної матриці. Але при цьому, залежно від дисперсності частинок розрізняється вплив часток на процес руйнування. Для більш великих часток основним є механізм затримки фронту тріщини прилеглими до агрегатів структурованими областями полімеру (малюнок 5). Для більш дрібних - переважає механізм опору утворення тріщин за рахунок зниження дефектності та неоднорідності епоксидної матриці.
Особливості впливу агрегатів наночастинок на структуру епоксидної матриці на макрорівні добре видно на мікрофотографії поверхні руйнування отриманих зразків (рисунок 5). Області полімеру в околицях агрегатів радіально орієнтовані по відношенню до частинок (рисунок 5, а) на відміну від об'єму, де подібного структурування не спостерігається.
...
