Способ определения температурного коэффицента линейного расширения полимерных матриц волокнистых композиционных материалов

О П И С А Н И Е 694803ИЗОБРЕТЕН И ЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических Республик) Заявлено присоединением заявки -Государственный комитет СССР) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРНОГООЭФФИЦИЕНТА ЛИНЕЙНОГО РАСШИРЕНИЯПОЛИМЕРНЫХ МАТРИЦ ВОЛОКНИСТЫХКОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ его 00 У ющем делах ТКЛР прихоичнне а вли- пони- матето опучета трудочокан атуры мат- еской Це: нпс тоЭто два об рицы причех единиц бпраю обоих является повышения измерений,1, что изготавливаюта и материала матъемным отношением,рхности волокна нащы у образцов выи измеряют ТКЛР ью изобретенияиости и упрощедостигается текразца из волокис разным их обплощади повеу объема матр 1т одинаковымиобразцов,Изобретение относится к области измерения теплофизических свойств веществ, конкретнее - к измерению температурного коэффициента линейного расширения (ТКЛР) полимерных матриц волокнистых композиционных материалов.Известен способ определения ТКЛР материалов 1, однако в применении для определения ТКЛР полимерных матриц композиционных материалов он обладает низкой точностью измерений, так как позьоляет определять ТКЛР матрицы только на образцах из материала матрицы, т. е. приближенно без учета влияния на материал матрицы наполнителя.Ближайшим техническим решением является способ, основанный на измерении ТКЛР образца, изготовленного из связующего и испытуемых волокон, направленных по его оси, длиной, равной длине образца. Этот способ позволяет учитывать влияние наполнителя на ТКЛР матрицы 121.Однако для расчета ТКЛР по этому способу необходимо измерять модуль упругости материала матрицы в широком диапазоне температур с учетом влияния наполнителя, что является значительно более трудной задачей, чем измерение ТКЛР. В настоящее время методики для измерения модуля упругости полимерных матриц с учетом влияния наполнителя пр объемной степени наполнения более не разработаны (степень наполнения струкционных материалов в подавля 5 большинстве случаев лежит в пре 3060",п 1. Поэтому для расчета матрицы по указанному способу дится использовать данные по вел модуля упругости матрицы без учет 0 яния наполнитсля, что приводит к жению точности определения ТКЛР риала м атрицы, Следует отме пить, ч ределение модуля упругости даже без в;шяния наполнителя - сложная и 5 емкая задача. Измерение модуля упругости во наполнителя в зависимости от темпер также необходимо для расчета ТКЛР рицы, что является сложной технич 0 задачей.Расчет ТКЛР материала матрицы производится по формуле:а,(а- ав) - га.(а - ав 1(а., - а,) - Й(а ав) где а,. ц а., -- ТКЛР образцов;а, - ТКЛР наполцителя;Ов, ).,в И вв, ,в - ОбЪСМНЫС СОДЕРжаНИЯ Нацолнителя и материала матрицы в образцах.ИспользОВяц 1 с;Вух Оорязцов с рдзпым объемным отцошсюсм цаполцителя к материалу Ятрпь позволяет исключить цз расчета ТКЛР материала матрицы модуль упругости матрицы ц цаполццтеля.Изготовление образцов с о.пцаковой площадью поверхцосгц на единц)у объс:,д Матсрцдлл матрицы и использование 0.- ного ц того жс нд: о,шцтсля вызвд;и необходимость 0 погм)са 51 м Обоих ОорлзОВ ОД 1 Ц 1 КОВ 1 ЯХ 31 КО-.СХ 211 ЦЧССКЦХ СВОЙСГВ материала матрицы, цзмснсцце которых ВЫЗЫВД(ТС 51 ВЛЦЯЦЦС) Ц;ГОЛЦПТСГ 51, ТЧ" как оно зависит от повсрхцостпой эцсрг и и площади поверхности наполпптеля.П р и м с р. Определение ТКЛР матрицы цз связующего ЗДТодцоцацравлеп- ЦОГО Стс(ЛОП,ДСТЦ(2 С ОТЦОШСЦЕ ПЛОЦД- ди овсрхцос ц стскловолокця, сопрцкяся 10- цсйся с .,лтрпцсй, к объему млтршы 4000 с,) г, 11 1:.23 стро) волок(п В пределах 612 як,)ьИЗ СТ("( я цц 010 ВОгокца В 110 ц р 2101 ВО- локид,цдмсОм 6 лк, д;5 0;и 01 э Оор 2 зца ц диаметром 1 О 1 к,1 для др,гого, Из этих волокон ц связукнцего ЗДТО цзготяВлцвдОт ОбЗлзц 1 В форме стсржцей с направлсю:см Волокон Вдоль цх осц. Д,шна волокоц рлццд длине образца, Причем В образец цз 6 лк,)1 Во.ок.12;л 5 цог;)сия одинаковой площади поверхности волокоц В Обрзцях, сопм 1 кдсяощихся с мятрицей, укллдыв;пот цх в 1,67 раза больше, чем в образец цз 10,цк,51 волокон. Объл ЗДТу обоих образцов одинаков, при этом его величина выбирается цз условия получения отношения площади поверхности Волокцл к Обьсчу ЗДТВ 00 Зязцях, равного 1000 сл)г.)Р. Для получения этого отношения образец цз 6 лкм волокна должен иметь отношение ооъемов волокна к матрице, равно(. 0,6, а образец из10 )ил волокна в 1,67 раза больше, т. е.5 1,0.Измеряют ТКЛР этих образцов ц пополучеццым;анным рассчитывают ТКЛРматериала матрицы,Использование предлагаемого способаО определения ТКЛР полимерных матриц волокпистых композиционных материаловобеспечивает по сравнецию с существу 0- щими способами следующие преимущества:возможность измерения ТКЛР полимерных5 матриц волокнистых композиционных материалов с учетом влияния наполнителя,и, таким образом, повышение точности измерений; использование для опредслецияТКЛР полимерных матриц волокнистых20 композиционных материалов только Лилатометрическцх измерепий, т. е. исключениепрц расчетах ТКЛР материала матрицы,)аццых по модулю упругости и, таким оорязом, существенное упрощение измерен;я.25ФОР:)Уг ЯСпособ опрея(лсцця емпсрят) рцогокоэф(ацциецтл лццсйцого расширения Зо (ТК.11 1 цолц:е; ных мл грцп Волокнистыхкомпозиционных материалов, заключа(нццися в том, что Образец;зотавлцВлют в форме стсржця со шлцОвяццыми торцами из Волокоц, ц,правленных вдоль Зг ОСЦ СТ(.РЖЦ 51 Ц )ЛГ 1111 Х С.1 ПО1 ЦЦС, Ц И 3.сряют его КЛ Врц здглнно темпера.ре Опыта г,)плато.,ст)с, 0 т л и 1 я О- щ и й с я тем,: 0, с целью повышения точцостц и упрощения измерений, изготавливают двя образца цз волокна ц материала матрицы с разным цх объемцым отношением, при сх площади поверхности Вг)локид ця сдппицу Объема мтрицы у 0 б.рлзцов выбирают о;ццяковы)яц и,3.с ря;от ТК;1 Р обоих образцов.Источники ицформаццц, прццятыс во)Ч 1972,2. Лвторскос свидетельство по заявкеМ 2431809, кл, С) 01 . 2516. 1976 (прототцп 1,-1 ПО Поиск Го ставнтель В. ВышванюкТехред Н. Строганова Изд. М 594 Тираж 866арственного комитета СССР по делам нзобретениГ 13035, Москва, Ж, Раушская паб., д. 4/5 Харьк. фил. пред. Патент одппсноткр ыти