ткани с катализатором не изменяются в процессе отверждения смолы.
Практический выход УНТ на 1 г ткани составляет
≈
0
,
3
г.
Масса ткани с катализатором и УНТ в готовом образце может быть
рассчитана с использованием конечной массы обрезанного композита.
Доля смолы определялась путем вычитания массы ткани и УНТ из
общей массы композита.
Объемы фракций были рассчитаны с учетом плотности смо-
лы, а общую плотность связующего вместе с УНТ считали равной
1
,
4
мг/мм
3
[6]. Массовая доля УНТ получилась равной
0
,
5
. . .
2
,
5
%,
а объемная доля УНТ составила от 1% до 3%. Объемная доля воло-
кон в гибридных и базовых образцах композита — 60%, а смолы —
40%. Возможное влияние ошибки при дозировке массы катализа-
тора и погрешность в дозировке УНТ не рассматривались, поскольку
полагалось, что эти ошибки несущественны.
Для исследования морфологии исходных образцов и гибридных
композитов использовали ПЭМ.
Подготовленные образцы рассматривались с помощью оптическо-
го и сканирующего электронного микроскопов, чтобы выявить отли-
чия между ламинатами без УНТ и с УНТ, выращенными на поверх-
ности волокон ткани. В качестве источника углерода использовалась
пропан-бутановая смесь, которая проникала в глубь ткани до частиц
катализатора. Частицы катализатора распределялись по всем волок-
нам ткани путем пропитки в жидком растворе катализатора. Число
УНТ оставалось неизменным для испытания на сдвиг (длина УНТ
30
мкм, 2% в общем объеме композита и 4% в полиэфирной смоле).
Число УНТ не менялось, но путем изменения длины УНТ в результа-
те увеличения продолжительности CVD-процесса достигало
10
мкм,
40
мкм и
100
мкм, что соответствовало примерно 0,6, 2 и 3% со-
держания УНТ в композите.
Примечание
: на упрочнение ламината влияет как длина УНТ, так и
их число. С увеличением длины УНТ наблюдается некоторое увеличе-
ние толщины слоев ламината. При удлинении УНТ во время выращи-
вания происходит набухание ткани из-за взаимного проникания расту-
щих УНТ. Удлинение УНТ происходило в течение примерно одного
часа, при этом они расталкивали тканую структуру, деформируя ее.
Одной из главных проблем в процессе изготовления образцов явля-
лась пропитка смолой тканых слоев, содержащих одиночные УНТ.
Изображения в оптическом и сканирующем электронном микроскопах
демонстрирует наличие УНТ по всему сечению ламината и отсутствие
различий между ламинатами с УНТ и без УНТ (рис. 4).
Смола при пропитке под действием вакуума полностью пропиты-
вала все волокна вместе с УНТ. Сечения ламината без УНТ (рис. 4,
в
)
ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение” 2013. № 3 127
