Влияние модифицирования поверхности металлической матрицы на механические свойства слоистых композитов силумин/углепластик
- Авторы: Клопотов А.А.1, Иванов Ю.Ф.2, Устинов А.М.1, Тересов А.Д.2, Абзаев Ю.А.1, Литвинова В.А.1
-
Учреждения:
- Томский государственный архитектурно-строительный университет
- Институт сильноточной электроники СО РАН
- Выпуск: № 5 (2023)
- Страницы: 23-31
- Раздел: Статьи
- URL: https://journals.rcsi.science/1028-0960/article/view/137750
- DOI: https://doi.org/10.31857/S1028096023050084
- EDN: https://elibrary.ru/KUECVS
- ID: 137750
Цитировать
Аннотация
В работе представлены результаты исследования влияния облучения импульсным электронным пучком поверхности силумина доэвтектического состава на механические свойства материала. В качестве материала исследования использован силумин марки АК5М2 (Al–(4.0–6.0)Si–1.3Fe–0.5Mn–0.5Ni–0.2Ti–2.3Cu–0.8Mg–1.5Zn). Для проведения одноосной деформации растяжением были изготовлены двухсторонние пропорциональные образцы с головками. Также приведены результаты исследования эволюции полей деформаций слоистых композитов силумин/углепластик на одноосное растяжение на базе облученного силумина. Углепластик выполнен из наполнителя – углеродной однонаправленной ткани FibARM Tape-230 – и связующего – двухкомпонентного эпоксидного состава FibARM Resin 530. Методами растровой электронной микроскопии исследована поверхность излома образца. Построены зависимости максимальных и минимальных значений величины деформации в локализаторах на поверхности образца от усредненных деформаций по рабочей области образца. Определено увеличение (относительно силумина в исходном состоянии) прочностных и пластических свойств как образцов облученного силумина, так и композита силумин/углепластик. Выявлен пилообразный характер деформационной кривой одноосного растяжения композитного материала силумин/углепластик с предварительно облученной поверхностью пластины силумина.
Об авторах
А. А. Клопотов
Томский государственный архитектурно-строительный университет
Автор, ответственный за переписку.
Email: klopotovaa@tsuab.ru
Россия, 634003, Томск
Ю. Ф. Иванов
Институт сильноточной электроники СО РАН
Email: victorisain@mail.ru
Россия, 634055, Томск
А. М. Устинов
Томский государственный архитектурно-строительный университет
Email: victorisain@mail.ru
Россия, 634003, Томск
А. Д. Тересов
Институт сильноточной электроники СО РАН
Email: victorisain@mail.ru
Россия, 634055, Томск
Ю. А. Абзаев
Томский государственный архитектурно-строительный университет
Email: victorisain@mail.ru
Россия, 634003, Томск
В. А. Литвинова
Томский государственный архитектурно-строительный университет
Автор, ответственный за переписку.
Email: victorisain@mail.ru
Россия, 634003, Томск
Список литературы
- Ochiai S., Hojo M., Schulte K., Fiedler B. // Composites A. 2001. V. 32. P. 749.
- Псахье С.Г., Шилько Е.В., Астафуров С.В. // Письма в ЖТФ, 2004. Т. 30. Вып. 6. С. 45.
- Гусев А.И., Ремпель А.А. Нанокристаллические материалы. М.: Физмат-Лит, 2004. 224 с.
- Колобов Ю.Р., Валиев Р.З., Грабовецкая Г.П. и др. Зернограничная диффузия и свойства наноструктурных материалов. Новосибирск: Наука, 2001. 232 с.
- Шилько Е.В., Астафуров СВ., Псахъе С.Г. // Физическая мезомеханика. 2004. Т. 7. № спец. 2. С. 269.
- Кочаряп Г.Г., Спивак А.А. Динамика деформирования блочных массивов горных пород. М.: ИКЦ Академкнига, 2003. 423 с.
- Копаница Н.О., Устинов A.M., Тришкина Л.И., Клопотов А.А., Абзаев Ю.А., Потекаев А.И. // Деформация и разрушение. 2018. № 7. С. 38.
- Colombi P., Bassetti A., Nussbaumer A. // Theor. Appl. Fracture Mechanics. 2003. V. 39. P. 61.
- Kim Y.J., LaBere J., Yoshitake I. // Composites B. 2013. V. 51. P. 233. https://doi.org/10.1016/j.compositesb.2013.03.026
- Kałuża M., Hulimka J. // Procedia Engineering. 2017. V. 172. P. 489.
- Heshmati M., Haghani R., Al-Emrani M. // Composites B. 2017. V. 119. P. 153.
- Aljabar N.J., Zhao X.L., Mahaidi R.Al., Ghafoori E., Motavalli M., Powers N. // Composite Structures. 2016. V. 152. P. 295.
- Ivanov Yu.F., Zaguliaev D.V., Glezer A.M., Gromov V.E., Abaturova A.A., Leonov A.A., Semin A.P., Sundeev R.V. // Mater. Lett. 2020. V. 275. P. 128105.
- Иванов Ю.Ф., Ереско С.П., Клопотов А.А. и др. Исследование влияния облучения электронным пучком на механические свойства при растяжении алюминия марки А7 и слоистого композита алюминий/углепластик. // Материалы XXIV Междунар. научно-практ. конф. Решетневские чтения. Красноярск. 2020. С. 414.
- Лотков А.И., Псахье С.Г., Князева А.Г., Ляхов Н.З. Наноинженерия поверхности. Формирование неравновесных состояний в поверхностных слоях материалов методами электронно-ионно-плазменных технологий. Новосибирск: СОРАН. 2008. 276 с.
- Grigor'ev S.V., Devyatkov V.N., Koval N.N. et al. // Techn. Phys. Lett. 2010. № 2. Iss. 36. P. 158.
- Копаница Н.О., Устинов A.M., Тришкина Л.И., Клопотов А.А., Абзаев Ю.А., Потекаев А.И. // Деформация и разрушение. 2018. № 7. С. 38.
- Sutton M.A., Orteu J.J., Schreier H. Image Correlation for Shape, Motion and Deformation Measurements. University of South Carolina, Columbia, SC, USA, 2009. 364 p.
- Третьякова Т.В., Третьяков М.П., Вильдеман В.Э. и др. // Вестник ПГТУ. Механика. 2011. № 2. С. 92.
- Устинов А.М., Клопотов А.А., Потекаев А.И. и др. // Известия АлтГУ. Физика. 2019. № 1. Вып. 105. С. 50.
- Коваль Н.Н., Иванов Ю.Ф. Электронно-ионно-плазменная модификация поверхности цветных металлов и сплавов. Томск: НТЛ, 2016. 315 с.
- Zaguliaev D., Konovalov S., Ivanov Y., Gromov V. // Appl. Surf. Scie. 2019. V. 498. P. 143767. https://www.doi.org/10.1016/j.apsusc.2019.143767.