2 / 12
Фазовый анализ и оптические функции композитов на базе полиэтилена низкой плотности…
ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Машиностроение. 2017. № 3
91
Для удовлетворения быстро растущих требований современной техники
необходимы поиск и получение новых материалов с новыми комплексными фи-
зико-химическими свойствами, например таких, как композиционные материа-
лы, главным преимуществом которых является то, что материалы и конструкции
создаются одновременно и свойствами материала управляют, меняя содержание
и состав матрицы и наполнителя. Свойства композиционного материала суще-
ственно зависят от материала наполнителя. В современной литературе имеются
многочисленные работы, посвященные получению и исследованию композици-
онных материалов с различными наполнителями [9]. В настоящей работе для по-
лучения композиционных материалов нового типа в качестве наполнителя ис-
пользован биологический материал — кости рыбы (Кр). Цель работы —
получение новых композиционных материалов с биологическим наполнителем,
проведение их фазового анализа, исследование диэлектрических свойств и опре-
деление оптических констант.
Методика эксперимента.
Для получения биологических композиционных
материалов в качестве матрицы был использован полиэтилен низкой плотности
(ПЭНП марки М-158), а в качестве наполнителя — рыбьи кости. Для получения
порошков наполнителя их поверхность сначала тщательно очищали и осушали,
постепенно повышая температуру до 50
°
С, с выдержкой при этой температуре
в течение 10 мин, затем Кр в специальной мельнице перемалывались в порошок.
Содержание бионаполнителя в композиционных материалах варьировалось
в пределах от 0 до 7 % об. Композиты получали из гомогенной смеси порошков
компонентов матрицы и наполнителя с помощью обогреваемого пресса при тем-
пературе 420 K и давлении 15 МПа. Режим кристаллизации закалки — быстрое
охлаждение образцов в смеси вода–лед. Образцы для измерения дисперсионных
зависимостей диэлектрических характеристик готовили в виде дисков диаметром
50 мм и толщиной ~170 мкм. Надежный электрический контакт электродов обес-
печивали смазыванием их серебряной пастой. Диэлектрическую проницаемость ε
и диэлектрические потери tg
δ
измеряли с помощью моста Е8-7 при переменном
токе на частоте 25…1000 кГц по методике, описанной в работе [10]. Погрешности
измерения ε и
tg
δ
составляли 5 и 9 % соответственно. Нанокомпозиты ПЭНП +
х. % об. Кр +1 % Al
2
O
3
(с добавкой наночастиц 1 % об. Al
2
O
3
) толщиной 80 нм бы-
ли получены по этой же технологии.
Рентгенофазовый анализ проводили на установке ДРОН-2
(CuK
α
— излу-
чение,
1, 54178
λ =
Å
). Погрешность определения параметров решетки состав-
ляла 0,005
Å
.
Микрорельеф поверхности композитов ПЭНП + х. % об. Кр и нанокомпо-
зитов ПЭНП + х. % об. Кр + 1 % Al
2
O
3
был исследован методом сканирующего
зондового микроскопа в атомно-силовом режиме.
Известно, что сканирующая зондовая микроскопия — один из мощных со-
временных методов исследования морфологии и локальных свойств поверхности
твердого тела с высоким пространственным разрешением [11]. Изображение по-