Фізико-механічні властивості та особливості структури епоксикомпозитів із дисперсним наповнювачем на основі багатокомпонентного титаноматричного сплаву

Abstract

Досліджено вплив дисперсного порошкового наповнювача, отриманого методом термічного синтезу з порошкової суміші вихідного складу (65 мас.% гідриду титану, 30 мас.% феросилікомарганцю та 5 мас.% карбіду бору) на головні фізико-механічні властивості полімерного композита на основі епоксидного діанового олігомера ЕД-20. Вміст наповнювача в складі композита варіювали в діапазоні 5...80 мас.%. Установлено, що оптимальним вмістом наповнювача, який забезпечує суттєве підвищення механічних властивостей композита (міцності при згині й ударної в’язкості (у 1,7...2,3 раза порівняно з вихідною матрицею)), є 10 мас.%. Збільшення вмісту дисперсного наповнювача в складі композита до 20...60 мас.% призводить до деякого зменшення границі міцності, значення якої, однак, все ще помітно вище за значення границі міцності вихідної матричної фази, тоді як при вмісті 80 мас.% наповнювача міцність композита зменшується практично до міцності епоксидної смоли без наповнювача. Запропоновано фізичне обґрунтування ефекту існування екстремуму на залежностях основних механічних властивостей композита від вмісту наповнювача, що базується на гіпотезі щодо незалежного впливу на властивості композита механічного та структурного факторів. На відміну від когезійних властивостей композита, введення у епоксидну матрицю 5...20 мас.% дисперсного наповнювача не призводить до принципових змін показників адгезійної міцності, значення яких коливаються в діапазоні 22,0...26,4 МПа, порівняно з епоксидною матрицею, тоді як при подальшому збільшенні вмісту дисперсної складової до 40...60% відбувається помітне зменшення показників адгезійної міцності, а при 80 мас.% наповнювача ці показники катастрофічно зменшуються до 10,7 МПа. Залишкові напруження у покритті з наповнювачем зменшуються від 2,5 до 5 разів порівняно з вихідною епоксидною матрицею без наповнювача.