1. На главную
  2. Электронные версии
  3. Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования
  4. № 5, 2023

Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования, 2023, № 5, стр. 23-31

Влияние модифицирования поверхности металлической матрицы на механические свойства слоистых композитов силумин/углепластик

А. А. Клопотов a, *, Ю. Ф. Иванов b, А. М. Устинов a, А. Д. Тересов b, Ю. А. Абзаев a, В. А. Литвинова a, **

a Томский государственный архитектурно-строительный университет
634003 Томск, Россия

b Институт сильноточной электроники СО РАН
634055 Томск, Россия

* E-mail: klopotovaa@tsuab.ru
** E-mail: victorisain@mail.ru

Поступила в редакцию 19.07.2022
После доработки 22.10.2022
Принята к публикации 22.10.2022

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.

Ключевые слова: облученная поверхность, деформация, электронный пучок, композит силумин/ углепластик, доэвтектический силумин.

Список литературы

  1. Ochiai S., Hojo M., Schulte K., Fiedler B. // Composites A. 2001. V. 32. P. 749.

  2. Псахье С.Г., Шилько Е.В., Астафуров С.В. // Письма в ЖТФ, 2004. Т. 30. Вып. 6. С. 45.

  3. Гусев А.И., Ремпель А.А. Нанокристаллические материалы. М.: Физмат-Лит, 2004. 224 с.

  4. Колобов Ю.Р., Валиев Р.З., Грабовецкая Г.П. и др. Зернограничная диффузия и свойства наноструктурных материалов. Новосибирск: Наука, 2001. 232 с.

  5. Шилько Е.В., Астафуров СВ., Псахъе С.Г. // Физическая мезомеханика. 2004. Т. 7. № спец. 2. С. 269.

  6. Кочаряп Г.Г., Спивак А.А. Динамика деформирования блочных массивов горных пород. М.: ИКЦ Академкнига, 2003. 423 с.

  7. 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.

  8. Colombi P., Bassetti A., Nussbaumer A. // Theor. Appl. Fracture Mechanics. 2003. V. 39. P. 61.

  9. Kim Y.J., LaBere J., Yoshitake I. // Composites B. 2013. V. 51. P. 233. https://doi.org/10.1016/j.compositesb.2013.03.026

  10. Kałuża M., Hulimka J. // Procedia Engineering. 2017. V. 172. P. 489.

  11. Heshmati M., Haghani R., Al-Emrani M. // Composites B. 2017. V. 119. P. 153.

  12. Aljabar N.J., Zhao X.L., Mahaidi R.Al., Ghafoori E., Motavalli M., Powers N. // Composite Structures. 2016. V. 152. P. 295.

  13. 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.

  14. 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.

  15. 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.

  16. Grigor'ev S.V., Devyatkov V.N., Koval N.N. et al. // Techn. Phys. Lett. 2010. № 2. Iss. 36. P. 158.

  17. 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.

  18. 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.

  19. Третьякова Т.В., Третьяков М.П., Вильдеман В.Э. и др. // Вестник ПГТУ. Механика. 2011. № 2. С. 92.

  20. Устинов А.М., Клопотов А.А., Потекаев А.И. и др. // Известия АлтГУ. Физика. 2019. № 1. Вып. 105. С. 50.

  21. Коваль Н.Н., Иванов Ю.Ф. Электронно-ионно-плазменная модификация поверхности цветных металлов и сплавов. Томск: НТЛ, 2016. 315 с.

  22. 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.

Дополнительные материалы отсутствуют.

Инструменты

следующая статья выпуска предыдущая статья выпуска содержание выпуска

Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования

Архивы выпусков Информация о журнале Отправить рукопись в журнал