1. На главную
  2. Электронные версии
  3. Теоретические основы химической технологии
  4. T. 57, № 3, 2023

Теоретические основы химической технологии, 2023, T. 57, № 3, стр. 340-345

Особенности кинетики уплотнения композиционного материала на основе политетрафторэтилена в режиме постоянной скорости плунжера пресса

А. М. Столин a, *, Л. С. Стельмах a

a Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт структурной макрокинетики и проблем материаловедения им. А.Г. Мержанова Российской академии наук
142432 г. Черноголовка, ул. Академика Осипьяна, 8, Россия

* E-mail: amstolin@ism.ac.ru

Поступила в редакцию 28.03.2023
После доработки 30.03.2023
Принята к публикации 30.03.2023

Аннотация

В настоящей работе проведен теоретический анализ процесса одностороннего прессования в условиях постоянной скорости на плунжере пресса и с учетом внешнего трения порошковых композиционных полимерных материалов на основе политетрафторэтилена (ПТФЭ) с малыми добавками (менее 5%), такими, как диоксид кремния SiO2, каолинит Al4[Si4O10](OH)8, углеродные нанотрубки, углеволокно. Проанализировано влияние на процесс уплотнения материалов скорости плунжера пресса, коэффициента внешнего трения, состава прессуемого материала в зависимости от добавок. На основе системы исходных уравнений с использованием лагранжевых переменных и усреднения по радиусу проведены численные расчеты зависимости напряжения на плунжере пресса от времени для различных значений коэффициента трения, геометрических размеров образца, скоростей на плунжере пресса. Установлены новые наглядные представления о кинетике уплотнения порошковых материалов на основе политетрафторэтилена в условиях постоянства скорости плунжера пресса.

Ключевые слова: политетрафторэтилен, прессование, кинетика уплотнения, деформация, реология, плотность, трение

Список литературы

  1. Скороход В.В. К феноменологической теории уплотнения при спекании // Порошковая металлургия. 1961. № 2. С. 14–20.

  2. Скороход В.В. Реологические основы спекания. Киев: Наукова думка, 1972.

  3. Ковальченко М.С. Теоретические основы горячей обработки пористых материалов давлением. Киев: Наукова думка, 1980.

  4. Штерн М.Б., Сердюк Г.Г., Максименко Л.А., Трухан Ю.В., Шуляков Ю.М. Феноменологические теории прессования порошков. Киев: Наукова думка, 1982.

  5. Бучацкий Л.М., Столин А.М., Худяев С.И. Распределение плотности в пористом теле при горячем одностороннем прессовании // Порошковая металлургия. 1987. № 12. С. 9–14.

  6. Stolin A.M., Stelmakh L.S. Features of compaction kinetics for powder materials under nonisothermal conditions. Part 1. Compaction kinetics in regular and fiber regimes // Powder Metall. Met. Ceram. 2001. V. 40. № 11–12. P. 556–561.

  7. Горохов В.М., Дорошкевич Е.А., Звонарев В.Н., Рябов И.Н., Тарусов И.Н. Напряженно-деформированное состояние пористой заготовки при горячем прессовании и свободной осадке с учетом внешнего трения // Порошковая металлургия. 1987. № 1. С. 34–40.

  8. Столин А.М., Стельмах Л.С., Стельмах Э.В. Высокотемпературное прессование порошкового материала в условиях внешнего трения // Композиты и наноструктуры. 2017. Т. 3–4. № 35–36. С. 156–161.

  9. Столин А.М., Стельмах Л.С., Карпов С.В., Алымов М.И. Внешнее трение в процессе СВС-компактирования // ДАН, Химическая технология. 2019. Т. 487. № 6. С. 636–639. https://doi.org/10.31857/S0869-56524876636-639

  10. Карпов С.В., Столин А.М., Стельмах Л.С., Алымов М.И. Волновой режим уплотнения порошковых материалов при одностороннем прессовании в условиях сухого трения // Докл. Академии наук. 2020. Т. 490. С. 1–4. https://doi.org/10.31857/S2686953520020168

  11. Карпов С.В., Стельмах Л.С., Столин А.М. Математическое моделирование одностороннего прессования порошковых материалов в условиях сухого трения // Известия вузов. Порошковая металлургия и функциональные покрытия. 2020. № 4. С. 22–32. https://doi.org/10.17073/1997-308X-2020-4-22-3

  12. Stolin A.M., Stel’makh L.S., Karpov S.V. High-temperature indirect compaction of powder materials with active action of an external friction force // J. Engineering Physics and Thermophysics. 2020. V. 93. № 2. P. 317–323. https://doi.org/10.1007/s10891-020-02123-6

  13. Залазинский Г.А., Поляков А.А., Поляков А.П. О пластическом сжатии пористого тела // Изв. РАН. Механика твердого тела. 2003. № 1. С. 123.

  14. Карпов С.В., Стельмах Л.С., Столин А.М.. Компьютерная диагностика процесса двустороннего прессования порошковых материалов в условиях сухого трения // Инженерно-физический журн. 2021. Ноябрь–Декабрь. Т. 94. № 6. С. 1576–1582.

  15. Мержанов А.Г. От элементарного теплового баланса к сложной компьютерной диагностике // Природа. 1996. P. 30–43.

  16. Okhlopkova A.A. Investigation of the Influence of Complex Fillers on the Properties and Structure of Polytetrafluoroethylene // J. Friction and Wear. 2018. V. 39(5). P. 427–432. https://doi.org/10.3103/S1068366618050148

  17. Okhlopkova A.A. Mechanical and Tribological Properties of Polytetrafluoroethylene Composites with Carbon Fiber and Layered Silicate Fillers // Molecules. 2019. V. 24(2). P. 224. https://doi.org/10.3390/molecules24020224

  18. Бажин П.М., Столин А.М., Бузник В.М. Деформация как мера способности политетрафторэтилена к формованию изделий при переработке в твердой фазе // Химическая технология. 2019. № 2. С. 64–69.

  19. Столин А.М., Стельмах Л.С., Стельмах Э.В. Использование холодного прессования в переработке композиционного материала на основе фторопласта // Теорет. основы хим. технологии. 2023. Т. 57. № 1. С. 117–124.

  20. Аверичев О.А., Столин А.М., Михеев М.В., Лазарева Н.Н., Охлопкова А.А. Твердофазное одноосное прессование новых износостойких полимерных композиций на основе политетрафторэтилена. // Композиты и наноструктуры. 2022. № 2(54). Т. 14. С. 131–141.

  21. Скотников М.В., Чулков В.Н., Прилепкин В.Н. Джангирян В.Г. Распределение напряжений и скоростей при уплотнении вязких тел в замкнутых объемах // Порошковая металлургия. 1984. № 6. С. 21–27.

Дополнительные материалы отсутствуют.

Инструменты

следующая статья выпуска предыдущая статья выпуска содержание выпуска

Теоретические основы химической технологии

Архивы выпусков Информация о журнале Отправить рукопись в журнал