[Текст] : статья / Г. Г. Крушенко, О. А. Исеева // Сибирский журнал науки и технологий. - 2017. -
Т. 18,
№ 3. - С. 651-657
. - ISSN 2587-6066
Перевод заглавия: Nano modification of polymer binder with the aim of improving the properties of carbon fibre materials
Аннотация: Одной из проблем космического машиностроения является снижение массы деталей, узлов и механизмов как собственно космического аппарата, так и средств доставки его на орбиту, т. е. ракеты-носителя. Прогрессивным решением этой проблемы является применение так называемых сетчатых (анизогридных - anisogrid) конструкций. В настоящее время сетчатые конструкции, материалом для которых является угле- пластик, широко применяются в космической технике для изготовления различных пустотелых трубчатых и конических конструкций космических аппаратов. Наиболее распространенным способом изготовления угле- пластиковых сетчатых конструкций является их намотка из углеродных волокон. Однако при всех положи- тельных качествах углепластиковых конструкций, в связи с однонаправленностью их структуры, их эффек- тивное использование возможно только при одноосном нагружении, когда растягивающие и сжимающие напряжения совпадают с направлением волокон. В случае сложного сопротивления или изгиба, когда в мате- риале возникает сложное напряженное состояние, могут произойти разрушения как от действия скалывающих касательных напряжений, так и от нормальных напряжений. Строгая ориентация волокон в одном направле- нии обусловливает анизотропию физико-механических свойств однонаправленных композитов. При нагрузке, приложенной нормально к направлению волокон, происходит разрушение углепластиковой конструкции прак- тически без ее предварительной пластической деформации. Проблема повышения механических свойств угле- пластиковых материалов успешно решается в результате введения в полимерное связующее нанопорошков различных химических соединений. Этот процесс называется наномодифицированием. Причем в этом плане наиболее эффективным оказались углеродные нанопорошки, включая наноалмазы.
One of the problems in space engineering is the reduction of masses parts, assemblies and mechanisms as the actual spacecraft, and the means to deliver it to the orbit, i. e. booster. Progressive solution of this problem is the use of so- called net (anisogrid) structures. And currently mesh structure, the material for which is carbon fiber, are widely used in space technology for the manufacture of hollow tubular and conical designs of the spacecraft. The most common method of making carbon mesh designs is the winding of carbon fibers. However, with all the positive qualities of CFRP structures, in connection with the pointedness of their structure, and their effective use is possible only under uniaxial loading when tensile and compressive stresses coincide with the fiber direction. In the case of complex resis- tance or bending when the material occurs in the complex stress state can cause the destruction, as from the action of shear stresses and normal stresses. Strict fiber orientation in one direction leads to
anisotropy of physical and mechanical properties of unidirectional composites. When the load applied normal to the direction of the fibers is destroyed by carbon fiber construction practically without preliminary plastic deformation. The problem of improving the mechanical properties of the CFRP materials was successfully solved by introducing in the polymer binder nano- powders of different chemical compounds - a process called nanomodification. And, in this regard, the most effective was the carbon nanopowders, including nanodiamonds.
РИНЦ Держатели документа: Институт вычислительного моделирования СО РАН
Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева
Доп.точки доступа: Крушенко, Г.Г.; Krushenko G.G.; Исеева, О.А.; Iseeva O.A.
