2.4.4. Полимерные

Методы интенсивной пластической деформации, основанные на простом сдвиге, широко применяемые для получения наноструктурных металлических материалов, в настоящее время находят применение и в области полимеров [34]. Для структурной модификации полиамида метод интенсивной пластической деформации проводится равноканальной угловой экструзией (продавливание), равноканальной многоугловой экструзией и Т-образной экструзией. Указанные методы позволяют регулировать физико-механические свойства полимеров [34].

Такие аморфно-кристаллические полимеры как полиэтилен, лавсан, полипропилен, капрон, и др. в одноосно ориентированном состоянии являются ярко выраженными наноструктурными материалами [35].

По данным электронной микроскопии и рентгеновской дифракции они состоят из кристаллов длиной 5-15нм и аморфных прослоек, образованных неупорядоченными участками цепных молекул длиной 3-10нм. Жесткость кристаллов и аморфных прослоек резко отличаются. Измерения рентгеновской дифракции при нагружении образцов вдоль оси ориентации показывают, что модуль Юнга кристаллов составляет 200-300 ГПа при жесткости аморфных прослоек около 1-2ГПа. Поэтому фактически вся деформация образцов сосредоточена в аморфных прослойках и в 2-3раза превышает относительное удлинение образца. Методом инфракрасной спектроскопии установлены напряжения на молекулах в аморфных прослойках нагруженных образцов, в десятки раз превышающие среднее напряжение в поперечном сечении образцов. Эти перенапряжения приводят к разрывам цепных молекул, т.е. к началу разрушения полимера, которое затем инициирует разрушение всей аморфной прослойки. В аморфных прослойках образуются нанопоры и нанотрещины, т.е. аморфно-кристаллический полимер становится нанопористой системой с размерами нанопор около 10-20 нм. Зародышевые первичные нанотрещины укрупняются вплоть до формирования магистральной трещины, которая приводит к макроразрушению всего образца. Выяснение связи механических свойств полимеров с их наноструктурой позволяет решать задачи целенаправленного улучшения механических свойств полимеров путем управления их структурой.

Улучшение механических свойств полимеров осуществляется введением в полимерную матрицу ультрадисперсных и нанодисперсных наполнителей, например углеродным нановолокном или наночастицами различных соединений металлов. Введение наполнителей приводит к увеличению прочности и износостойкости в несколько раз по сравнению с образцами из чистого сверхвысокомолекулярного полиэтилена, со снижением коэффициента трения [36].

Литература, рекомендуемая к разделу 2.4.

1. Одинг И.А. Теория дислокаций в металлах и сплавах и ее применение. -М.: Изд. АНСССР, 1959, - 83с.

2. Иванова В.С. Эволюционный мост от дислокаций к фракталам. Сб. статей 1 DMF 2006, том 1, с. 26-29.

3. Иванова В.С., Баланкин А.С., Бунин Н.Ж. и др. Синергетика и фракталы в материаловедении. – М.: Наука, 1994, -363с.

4. Иванова В.С. Введение в междисциплинарное нано-материаловедение. – М.: Сайна-пресс, 2005, - 205 с.

5. Ковнеристый Ю.К. Деформация и разрушение материалов и наноматериалов, основные направления фундаментальных исследований. Сб. статей DMF, 2006, том 1, с 3.

6. Гусев А.Н. Наноматериалы, наноструктуры, нанотехнологии. - 2-ое издание. – М.: Физматлит, 2009, - 416 с.

7. Овидько Е., Гуткин Е. Физическая механика деформируемых наноструктор. Том 1. Нанокристаллические материалы. Спб «Янус», 2003.

8. Лякишев Н.П., Алымов М.Н. Наноматериалы конструкционного назначения. Журнал «Российские нанотехнологии», WWW. NANORF. RU, том 1, №1, 2006, с 71-81.

9. Косицын Н.Н., Сарагадзе В.В, Копылов В.Н. Журнал «Физика металлов и материаловедение», 1999, т. 88, №5, с 84.

10. Почивалов Ю.Н., Панин В.Е., Сергев В.П. и др. Структура и механические свойства высокопрочных сталей с наноструктурированным поверхностным слоем. Сб. докл., 2DFMN 2007, с. 372-373.

11. Кирюханцев-Корнеев Ф.В., Петржик М.Н., Шевейко А.Н. и др. Наноструктурные износостойкие покрытия для режущего инструмента. Сб. докл. , 2DFMN 2007, с. 378.

12. Панин А.В., Шугуров А.Р., Казаченок М.С. Многоуровневый характер разрушения покрытый на основе кремний-алюминий-азот при механическом нагружении. Сб. докл., 2DFMN 2007, с. 385-386.

13. Кайбышев О.А., Утяшев Ф.З. Сверхпластичность, измельчение размера зерна и обработка труднодеформируемых сплавов. – М.: Наука, 2002.

14. Фальковский В.А., Клячко Л.И. Твердые сплавы. – М: Издательский дом «Руда и Металлы», 2005.

15. Имаев Р.М., Имаев В.М., Салищев Г.А. Журнал «Физика металлов и металловедение», 2005, том 100, № 1, с. 1.

16. Каблов Е.Н., Гращенков Д.В., Исаева Н.В. Высокотемпературный безволоконный керамический композиционный материал. Тезисы докл. междунар. н-т конференции «Актуальные вопросы авиационного материаловедения». ФГУП ВИАМ, 2007, с.83.

17. Петрунин В.Ф., Попов В.В., Федотов А.В. и др. Атомная и наноструктура керамики на основе циркония. Материалы 6 Всероссийской конференции «Физикохимия ультрадисперсных (нано-) систем»,Томск, 2002, с. 281.

18. Витязь П.А., Голубцова Е.С., Гречихин Л.Н. Нанокерамические кострукционные материалы. Физическая мезомеханика, 2004, т.7, № 5, с. 89-94

19. Иванов В.В., Хрустов В.Р. и др. Нанокерамика стабилизированного оксида циркония, полученная магнитно-импульсным прессованием наноразмерных порошков. Журнал «Физика и химия стекла», 2005, т. 31, № 4, с. 625-634.

20. Хасанов О.Л., Соколов В.М. и др. Ультразвуковая технология изготовления конструкционной и функциональной нанокерамики. Журнал «Физика и химия обработки материалов», - М: 2001, № 5, с. 24-30.

21. Андриевский Р.А., Калиннимов Г.В. Наноразмерный карбид кремния – новые физико-механические свойства традиционного керамического металла. 3DFMN 2009, т.1, с. 395.

22. Маслов В.П., Родичев Ю.М, Механические свойства соединений деталей из наностеклокерамики с практическими нулевыми коэффициентом температурного расширения. Сб. докл. 3DFMN 2009,том2,с. 45-46.

23. Шевченко В.Я., Баринов С.М. Прочность технической керамики. –М.: Наука,1999.

24. Бузник В.М., Фомин В.М., Алхимов А.П. и др. Металлополимерные нанокомпозиты. Новосибирск, издательство СО РАН ,2005.

25. Охлопкова А.А., Виноградов А.В., Пинчук Л.С. Пластики наполненные ультродисперсными неорганическими соединениями. Гомель: издательство ИММС НАНБ, 1999.

26. Чернышева Т.А., Алисин В.В, Рощин М.Н. Международная конференция «Нанотехнологии и их влияния на трение, износ и усталость». –М.: ИМаш,2004,с.1

27. Смирнов Н.И., Прожега М.В., Даниличев М.А. Труды международной конф. «Нанотехнологии и их влияние на трение, износ и усталость». – М.: ИМаш, 2004, с.11

28. Владисловлев Д.А., Алисин В.В., Рощин М.Н. Международная конференция «Нанотехнологии и их влияние на трение, износ и усталость». – М.: ИМаш, 2004, с.17

29. Белов Г.П., Смирнов Ю.Н., Аллаяров С.Р. Влияние γ-радиации на свойства изделий из полиолефинов. Сб. докл. 3DFMN2009,том2, с.85

30. Гофман И.В. Особенности деформационного поведения пленок полимер-неорганических нанокомпозиций в области малых деформаций. Сб. докл. 3DFMN2009, том 2, с.88

31. Долбин И.В. Аналогия механизмов усиления при рассмотрении полимеров как наногетерогенных материалов. Сб. докл. 3DFMN 2009, том 2,с. 92.

32. Кирюхин Д.П., Кичигина Г.А., Барелко В.В. О возможности получения полимерных композитов в условиях сверхнизких температур. Сб. докл. 3DFMN 2009, том 2,с. 104-105.

33. Слепцова С.А., Афанасьева Е.С., Григорьева В.П. Нанокомпозиты на основе ПТФЭ и природных слоистых силикатов. Сб. докл. 3DFMN 2009, том 2,с. 121-122.

34. Белошенко В.А., Возняк А.В., Прохоренко С.В. и др. Интенсивная пластическая деформация ПА-6 методом равноканальной угловой и винтовой экструзии. Сб. докл. 2DFMN 2007,т.1,с. 151-152.

35. Слуцкер А.Н., Гиляров В.Л., Поликарпов Ю.Н. Особенности деформации и разрушения наноструктурных полимеров. Сб. докл. 2DFMN2007,с. 465.

36. Панин В.Е., Панин С.В., Степанова Н.В. и др. Введение микро- и наноструктурных наполнителей для повышения свойств объемных образцов сверхвысокомолекулярного полиэтилена. Сб. докл. 2DFMN 2007,с.466-467.