Рефераты
Эпоксидка держит удар
Все мы знаем, что такое эпоксидная смола, в просторечии — эпоксидка, и в быту применяем её как клей. Причём не требующий точного прилегания склеиваемых поверхностей — эпоксидка полимеризуется и в толстом слое. Поэтому на её основе также удобно создавать композиционные материалы, добавляя в исходную смолу частицы или нити, в частности, стеклянные, полимерные и углеродные волокна. Сильно упрощая ситуацию, можно сказать, что при правильном подборе материалов матрицы (смолы) и включений (нитей) полученный композиционный материал унаследует от матрицы жёсткость, а от нитей — прочность.
Исследователи из МГУ изучали возможность создания противоударных материалов, для чего добавили в эпоксидную смолу углеродные нанотрубки с многослойными стенками и после полимеризации проверили, как стойкость композита к ударам зависит от концентрации нанотрубок. Результат определяли по потере скорости быстролетящего (до 100 м/с) стального шарика диаметром 4,5 мм, когда он пробивал насквозь тонкий диск из композита (диаметр 42 мм, толщина 3 мм). Эта скорость существенно меньше, чем скорость микрометеоритов и космического мусора, но близка к скорости твёрдых частиц в окололунном пространстве, от которых тоже нужно защищаться. Изучив диапазон содержания нанотрубок 0—10% по весу, авторы показали, что оптимальна концентрация 7%, при этом доля кинетической энергии, потерянной при пробивании диска из композита, увеличивалась в 3 раза (в сравнении с материалом без нанотрубок) — от 0,6 до 1,9 Дж. Кроме того, авторы исследовали трёхслойные комбинации той же суммарной толщины, в которых нанотрубки с содержанием 7% находились либо только в среднем слое, либо в двух крайних слоях. Но такие диски не пробивались шариком насквозь.
Кобзев В. А. и др. Ударная стойкость эпоксидных материалов, наполненных углеродными нанотрубками. Журнал технической физики, 2024, вып. 8, c. 1341.