Исследование композиционных материалов на основе полиэфирэфиркетона, армированных волокнистыми наполнителями

Космачев, Павел Владимирович Отделение материаловедения (ОМ)
Бесплатно
В избранное
Работа доступна по лицензии Creative Commons:«Attribution» 4.0

Целью работы является разработка новых полимерных композиционных материалов, армированных волокнистыми наполнителями, обладающих повышенными прочностными характеристиками. В ходе работы выполнялись задачи по исследованию влияния на прочностные характеристики композитов: способов совмещения компонентов при дисперсном армировании; режимов термической обработки волокнистого наполнителя; схем выкладки непрерывных волокон.

ВВЕДЕНИЕ 7
ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР И ПОСТАНОВКА ПРОБЛЕМЫ
1.1. Композиционные материалы 9
1.1.1. Типы композиционных материалов 10
1.1.2. Композиционные материалы на основе армированных
термопластов 11

1.2. Композиционные материалы на основе ПЭЭК, армированные
волокнистыми наполнителями 14

1.3. Постановка цели и задач исследования 24
ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
2.1. Характеристика используемых материалов 25
2.1.1. Характеристика ПЭЭК 25
2.1.2. Характеристика углеродных волокон 26
2.2. Методы исследования 26
2.2.1. Изготовление композитов методом горячего прессования 26
2.2.2. Термическая обработка волокна 29
2.2.3. Измерение твердости методом вдавливания 30
2.2.4. Трибологические испытания 31
2.2.5. Ультразвуковая дефектоскопия 33
2.2.6. Трехточечный изгиб 33
2.2.7. Структурные исследования 34
ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
3.1. Влияние способов совмещения компонентов при дисперсном
армировании 25

3.2. Влияние режимов термической обработки волокна 43
3.3. Влияние схем выкладки непрерывных волокон 44
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 49
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 50
РАЗДЕЛ «ФИНАНСОВЫЙ МЕНЕДЖМЕНТ,
РЕСУРСОЭФФЕКТИВНОСТЬ И РЕСУРСОСБЕРЕЖЕНИЕ»
РАЗДЕЛ «СОЦИАЛЬНАЯ ОТВЕТСТВЕННОСТЬ» 83
Приложение А – Results and Discussion 108

Исследования в области создания конструкционных микро- и
нанокомпозитов на полимерной основе относятся к числу критических
технологий федерального уровня Российской Федерации. Эти исследования
поддерживаются и быстро развиваются в передовых странах мира, а
соответствующие разработки находят быстрое и широкое использование в
технических приложениях [1]. Данная тематика наиболее актуальна для
аэрокосмической отрасли, требующей высоких значений удельной прочности
(отношение прочности материала к его плотности) применяемых материалов.
Так сформировавшийся за последнее десятилетие тренд в гражданском
авиастроении – это повсеместное использование композиционных материалов
(КМ), таких как угле- и стеклопластики. При этом, данные композиты начинают
все более широко применяться в основных силовых конструкциях самолетов и
вертолетов. Замена традиционных алюминиевых сплавов в обшивке и силовом
наборе летательных аппаратов (лонжероны, нервюры, и др.) позволяет
значительно снизить вес летательного аппарата и увеличить грузоподъемность,
снизить расход топлива, что, в конечном итоге, повышает экономическую
эффективность самолета. Кроме того, применение композитов, армированных
волокнами, имеет также и технологические преимущества: снижение количества
крепежа, благодаря использованию монолитных (клееных) конструкций и
высокопроизводительных методов производства типа тканевой намотки и
автоматизированной выкладки. Яркими примерами здесь являются последние
поколения самолетов Airbus A350 XWB и Boeing 787 более чем на 50% по массе
состоящие из композитов.
Однако традиционно применяющиеся композиты на термореактивной
основе (прежде всего эпоксидные смолы) и обладающие достаточными
прочностными характеристиками, имеют ряд недостатков, главным из которых
является долгий период постотверждения, часто требующий высокого давления
и температуры (автоклав). Таким недостатком не обладают термопластичные
матрицы, которые уже постепенно начинают применяться для изготовления
композитов. Они обладают высокой температурой работы и большей
стойкостью к воздействию окружающей среды. Но в случае использования
термопластов возникает ряд проблем, ограничивающих их применение и
требующих новых фундаментальных и прикладных исследований. Так, одним из
наиболее важных вопросов является обеспечение необходимого уровня
адгезионного взаимодействия матрицы и волокна, а также разработка
технологии формования, которая усложняется высокой температурой плавления
высококлассных полимеров, таких как полиэфирэфиркетон (ПЭЭК), полиимид
и др.
Целью работы является разработка новых полимерных композиционных
материалов, армированных волокнистыми наполнителями, обладающих
повышенными прочностными характеристиками.

В завершение раздела «Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность
и ресурсосбережение» можно сделать следующие выводы по проекту:
1. Согласно оценке коммерческого и инновационного потенциала проекта,

возможности, совместно с сильными сторонами, благоприятствуют
развитию спроса на проект;
2. При составлении календарного плана проекта было рассчитано количество

требуемых календарных дней работ – 88 дней. Для выполнения работ над
проектом задействовано 3 человека, а также была использована диаграмма
Ганта, позволяющая скоординировать план работ;
3. Смета затрат научно-технического проекта составила 414 063,921 рублей;
4. Определена целесообразность проведения проекта с точки зрения
ресурсоэффективности, а также произведены расчеты экономической
эффективности и ресурсоэффективности проекта. Экономическая
эффективность была рассчитана на основе интегрального показателя. Из
расчетов выявлено, что данный проект является выгодным и превосходит
аналоги.

1.Трудовой кодекс Российской Федерации от 30.12.2001 N 197-ФЗ (ред. от
24.04.2020)
2.ГОСТ 12.2.032-78 Система стандартов безопасности труда. Рабочее место
при выполнении работ сидя. Общие эргономические требования
3.Воловская Н. М. Экономика и социология труда: Учебник для вузов/Н. М.
Воловская – 3-е изд., доп. – М.: НОРМА, Новосибирск: Сибирское
соглашение, 2011. – С. 102.
4.ГОСТ 12.2.061-81 Система стандартов безопасности труда. Оборудование
производственное. Общие требования безопасности к рабочим местам»
5.ГОСТ 12.0.003-2015 Система стандартов безопасности труда. Опасные и
вредные производственные факторы. Классификация
6.ГОСТ 12.1.005-88 Система стандартов безопасности труда. Общие
санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны
7.СанПиН2.2.4.548-96Гигиеническиетребованиякмикроклимату
производственных помещений
8.СНиП 23-05-95. Естественное и искусственное освещение
9.СанПиН 2.2.1/2.1.1.1278-03 Гигиенические требования к естественному,
искусственному и совмещенному освещению жилых и общественных
зданий
10. СанПиН 2.2.4/2.1.8.055-96 “Электромагнитные излучения радиочастотного
диапазона (ЭМИ РЧ)”
11. СанПиН 2.2.2/2.4.1340–03 Гигиенические требования к персональным
электронно-вычислительным машинам и организации работы
12. ГОСТ 12.4.154-85 Система стандартов безопасности труда. Устройства,
экранирующие для защиты от электрических полей промышленной частоты
13. ГОСТ12.1.038-82Системастандартовбезопасноститруда.
Электробезопасность.Предельнодопустимыезначениянапряжений
прикосновения и токов
14. ГОСТ Р 12.1.019-2009. Электробезопасность. Общие требования и
номенклатура видов защиты
15. НПБ 105-03 Определение категорий помещений, зданий и наружных
установок по взрывопожарной и пожарной опасности
16. СНиП 2.01.02-85 Противопожарные нормы
17. ГОСТ 12.1.030-81 Электробезопасность. Защитное заземление. Зануление
18. СанПиН 2.2.1/2.1.1.1200-03 Санитарно-защитные зоны и санитарная
классификация предприятий, сооружений и иных объектов
19. ГОСТ Р 22.3.03-94. Безопасность в чрезвычайных ситуациях. Защита
населения. Основные положения
20. ГОСТ 12.1.004-91. Пожарная безопасность. Общие требования

Заказать новую

Лучшие эксперты сервиса ждут твоего задания

от 5 000 ₽

Не подошла эта работа?
Закажи новую работу, сделанную по твоим требованиям

    Нажимая на кнопку, я соглашаюсь на обработку персональных данных и с правилами пользования Платформой

    Хочешь уникальную работу?

    Больше 3 000 экспертов уже готовы начать работу над твоим проектом!

    Вирсавия А. медицинский 1981, стоматологический, преподаватель, канди...
    4.5 (9 отзывов)
    руководитель успешно защищенных диссертаций, автор около 150 работ, в активе - оппонирование, рецензирование, написание и подготовка диссертационных работ; интересы - ... Читать все
    руководитель успешно защищенных диссертаций, автор около 150 работ, в активе - оппонирование, рецензирование, написание и подготовка диссертационных работ; интересы - медицина, биология, антропология, биогидродинамика
    #Кандидатские #Магистерские
    12 Выполненных работ
    Кормчий В.
    4.3 (248 отзывов)
    Специализация: диссертации; дипломные и курсовые работы; научные статьи.
    Специализация: диссертации; дипломные и курсовые работы; научные статьи.
    #Кандидатские #Магистерские
    335 Выполненных работ
    Дарья Б. МГУ 2017, Журналистики, выпускник
    4.9 (35 отзывов)
    Привет! Меня зовут Даша, я окончила журфак МГУ с красным дипломом, защитила магистерскую диссертацию на филфаке. Работала журналистом, PR-менеджером в международных ко... Читать все
    Привет! Меня зовут Даша, я окончила журфак МГУ с красным дипломом, защитила магистерскую диссертацию на филфаке. Работала журналистом, PR-менеджером в международных компаниях, сейчас работаю редактором. Готова помогать вам с учёбой!
    #Кандидатские #Магистерские
    50 Выполненных работ
    Мария М. УГНТУ 2017, ТФ, преподаватель
    5 (14 отзывов)
    Имею 3 высших образования в сфере Экологии и техносферной безопасности (бакалавриат, магистратура, аспирантура), работаю на кафедре экологии одного из опорных ВУЗов РФ... Читать все
    Имею 3 высших образования в сфере Экологии и техносферной безопасности (бакалавриат, магистратура, аспирантура), работаю на кафедре экологии одного из опорных ВУЗов РФ. Большой опыт в написании курсовых, дипломов, диссертаций.
    #Кандидатские #Магистерские
    27 Выполненных работ
    Александра С.
    5 (91 отзыв)
    Красный диплом референта-аналитика информационных ресурсов, 8 лет преподавания. Опыт написания работ вплоть до докторских диссертаций. Отдельно специализируюсь на повы... Читать все
    Красный диплом референта-аналитика информационных ресурсов, 8 лет преподавания. Опыт написания работ вплоть до докторских диссертаций. Отдельно специализируюсь на повышении уникальности текста и оформлении библиографических ссылок по ГОСТу.
    #Кандидатские #Магистерские
    132 Выполненных работы
    Катерина М. кандидат наук, доцент
    4.9 (522 отзыва)
    Кандидат технических наук. Специализируюсь на выполнении работ по метрологии и стандартизации
    Кандидат технических наук. Специализируюсь на выполнении работ по метрологии и стандартизации
    #Кандидатские #Магистерские
    836 Выполненных работ
    Татьяна Б.
    4.6 (92 отзыва)
    Добрый день, работаю в сфере написания студенческих работ более 7 лет. Всегда довожу своих студентов до защиты с хорошими и отличными баллами (дипломы, магистерские ди... Читать все
    Добрый день, работаю в сфере написания студенческих работ более 7 лет. Всегда довожу своих студентов до защиты с хорошими и отличными баллами (дипломы, магистерские диссертации, курсовые работы средний балл - 4,5). Всегда на связи!
    #Кандидатские #Магистерские
    138 Выполненных работ
    Шагали Е. УрГЭУ 2007, Экономика, преподаватель
    4.4 (59 отзывов)
    Серьезно отношусь к тренировке собственного интеллекта, поэтому постоянно учусь сама и с удовольствием пишу для других. За 15 лет работы выполнила более 600 дипломов и... Читать все
    Серьезно отношусь к тренировке собственного интеллекта, поэтому постоянно учусь сама и с удовольствием пишу для других. За 15 лет работы выполнила более 600 дипломов и диссертаций, Есть любимые темы - они дешевле обойдутся, ибо в радость)
    #Кандидатские #Магистерские
    76 Выполненных работ
    Евгений А. доктор, профессор
    5 (154 отзыва)
    Более 40 лет занимаюсь преподавательской деятельностью. Специалист в области философии, логики и социальной работы. Кандидатская диссертация - по логике, докторская - ... Читать все
    Более 40 лет занимаюсь преподавательской деятельностью. Специалист в области философии, логики и социальной работы. Кандидатская диссертация - по логике, докторская - по социальной работе.
    #Кандидатские #Магистерские
    260 Выполненных работ

    Другие учебные работы по предмету