Прочность волокнистых композиционных материалов с наномодифицированным наполнителем

На базе проведенного анализа литературных источников и экспериментальных данных показано, что роста прочности композиционных материалов следует ожидать при наномодифицировании волокнистого наполнителя композиционного материала. Предложена и исследована технологическая схема создания гибридных композиционных материалов с модифицированными волокнами наполнителя на основе газофазного осаждения углеродных нанотрубок. С помощью сканирующего и просвечивающего электронных микроскопов установлена структура углеродной ткани после ее наномодифицирования. Показана возможность равномерного распределения углеродных нанотрубок на всех прядях ткани, за исключением крайних, где ткань повреждена. Описана технология изготовления образцов гибридных композиционных материалов с модифицированными волокнами наполнителя, которая предусматривала удаление поврежденных участков. Обоснована схема экспериментального исследования прочности гибридных композиционных материалов. Показано, что модифицирование углеродными нанотрубками волокон гибридных композиционных материалов повышает их прочность на 60 %. Дальнейшего увеличения прочности гибридных композиционных материалов следует ожидать на пути определения оптимальных характеристик углеродных нанотрубок (длины, диаметра, массовой доли) в сложной структуре гибридных нанокомпозитов с различными связующими.

Литература

[1] Тарасов В.А., Степанищев Н.А. Применение нанотехнологий для упрочнения полиэфирной матрицы // Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Машиностроение. Спец. вып. "Актуальные проблемы развития РКТ и систем вооружения". 2010. С. 207-217.

[2] Тарасов В.А., Степанищев Н.А. Упрочнение полиэфирной матрицы углеродными нанотрубками // Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Приборостроение. Спец. вып. "Наноинженерия". 2010. С. 53-65.

[3] Тарасов В.А., Степанищев Н.А., Боярская Р.П. Методика экспериментального определения характеристических моментов времени технологического процесса приготовления наносуспензий в условиях ультразвукового воздействия // Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Машиностроение. Спец. вып. "Энергетическое и транспортное машиностроение". 2011. С. 53-65.

[4] Тарасов В.А., Степанищев Н.А., Романенков В.А., Алямовский А.И. Повышение качества и технологичности полиэфирной матрицы композитных конструкций на базе ультразвукового наномодифицирования // ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Машиностроение. 2012. С. 166-174.

[5] Garcia E.J., Hart A.J., Wardle B.L., Slocum A.H. Fabrication of composite microstructures by capillarity-driven wetting of aligned carbon nanotubes with polymers // Nanotechnology 2007. Vol. 18, no. 16. P. 1-11.

[6] Hart A.J., Slocum A.H. Flow-mediated nucleation and rapid growth of millimeter-scale aligned carbon nanotube structures from a thin-film catalyst // J. Phys. Chem. B. 2006. Vol. 110, no. 16. P. 8250-8257.