RU2783713C2 - Способ получения шероховатости на поверхности композиционных материалов (варианты) - Google Patents
Способ получения шероховатости на поверхности композиционных материалов (варианты) Download PDFInfo
- Publication number
- RU2783713C2 RU2783713C2 RU2020142139A RU2020142139A RU2783713C2 RU 2783713 C2 RU2783713 C2 RU 2783713C2 RU 2020142139 A RU2020142139 A RU 2020142139A RU 2020142139 A RU2020142139 A RU 2020142139A RU 2783713 C2 RU2783713 C2 RU 2783713C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- composite materials
- roughness
- discharge
- electrodes
- obtainment
- Prior art date
Links
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims abstract description 34
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 11
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M sodium chloride Chemical class [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 9
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims description 5
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 5
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 abstract description 6
- 230000001070 adhesive Effects 0.000 abstract description 6
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 6
- 210000002381 Plasma Anatomy 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 3
- 239000008151 electrolyte solution Substances 0.000 description 2
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 2
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 2
- 230000003746 surface roughness Effects 0.000 description 2
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 description 1
- 238000004026 adhesive bonding Methods 0.000 description 1
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003292 glue Substances 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003313 weakening Effects 0.000 description 1
Images
Abstract
Изобретение относится к композиционным материалам, а именно к способам получения шероховатости на поверхности композиционных материалов. Изделия из композиционных материалов помещают в разрядную камеру с газожидкостной средой при расстоянии между электродами 50-150 мм. В случае переменного тока подают напряжение 25-1000 В при частоте 50 Гц и ток разряда 0,05-8 А. В случае постоянного тока устанавливают напряжение 20-1000 В и ток разряда 0,4-3 А. Зажигают разряд между электродами и осуществляют обработку в течение t≥1 с. Причем используют растворы соли NaCl с концентрацией от 1% до насыщения раствора. Обеспечивается получение шероховатости, при которой повышается адгезионная прочность композиционных материалов. 2 н.п. ф-лы, 3 ил.
Description
Композиционные материалы - это материалы настоящего и будущего. Сочетание максимальной прочности с высоким модулем упругости и небольшой плотностью делают их востребованными в любой области. При создании композиционных материалов важную роль играет адгезионная прочность соединения между несколькими композитными структурами. При их склеивании важно создать не только механическое, но и химическое сцепление поверхностных слоев волокон. Для увеличения адгезии «волокно - клей» предлагается способ создания шероховатости на поверхности углеродных волокон и других материалов путем воздействия низкотемпературной плазмы в газожидкостной среде.
Наружный слой деталей, подлежащих соединению с применением металлополимерных композиционных материалов, имеет макро - и микроотклонения от идеальной геометрической формы, что сильно влияет на прочность соединения [Вильнав Ж.Ж. Клеевые соединения. М.: Техносфера. 2007]. Повышение шероховатости может привести к повышению адгезионной прочности, что связано с увеличением фактической площади соединения, уменьшением скорости распространения усталостных трещин, а также большей диссипацией в процессе деформации фрагмента клеевого материала, находящегося непосредственно в микронеровностях.
Недостатками композитных материалов являются: присутствие на поверхности детали различных загрязнений и паров воды, полного растекания композита по всей поверхности практически не происходит, в результате чего уменьшается адгезионная прочность вследствие ухудшения смачиваемости и снижается когезионная прочность, что связано с возникновением трещин в композите и увеличением скорости их распространения.
Решаемой технической задачей (технический результат), на решение которой направлено заявляемое изобретение, является получение оптимальной шероховатости при котором прочность соединения была бы наибольшей.
Технический результат в первом способе получения шероховатости на поверхности композиционных материалов достигается тем, что изделие из композиционных материалов помещают в разрядную камеру с газожидкостной средой, устанавливают межэлектродное расстояние от 50 до 150 мм, подают напряжение 25 
1000 В переменного тока с частотой f = 50 Гц, и ток разряда 0,05 
0,8 А и зажигают электрический разряд и осуществляют обработку в течении t 
1 сек, причем, используют водные растворы солей (NaCl) с концентрацией от 1% до насыщения раствора.
На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства, в которой осуществляют способ получения шероховатости на поверхности композиционных материалов.
На фиг. 2 приведена полимерная трубка после обработки низкотемпературной плазмой переменного тока в газожидкостной среде.
Как видно из фиг. 2 наблюдается шероховатость внутри поверхности полимерной трубки.
Рассмотрим осуществление предлагаемого способа получения шероховатости на поверхности композиционных материалов с использованием устройства на фиг. 1.
Композиционных материалы помещают в разрядную камеру с газожидкостной средой, устанавливают напряжение 25 1000 В между электродами и зажигают разряд, ток разряда 0,05 0,8 А, зажигают разряд и обработку осуществляют в течение t 1 сек, причем используют водные растворы солей (NaCl) с концентрацией от 1% до насыщения раствора.
Выбор конкретного значения напряжения, тока, состава и концентрации водного раствора электролита устанавливаются исходя из оптимальных условий для получения шероховатости на поверхности композиционных материалов низкотемпературной плазмой парогазового разряда в газожидкостной среде.
Отличительной особенностью способа получения шероховатости на поверхности композиционных материалов в газожидкостной среде горит многоканальный разряд переменного тока. В результате взаимодействия микроразрядов материалами или изделиями образуются шероховатости на поверхности из композиционных материалов.
Проведенные исследования показали, что высота микронеровностей, т.е. шероховатость поверхности, влияет на прочностные характеристики.
Зависимость прочности соединения от шероховатости поверхности носит экстремальный характер, когда неограниченный рост микровыступов приводит к тому, что они нарушают целостность композиционного материала, ослабляя соединение в целом. Помимо этого, свою роль в снижении прочности играет увеличение толщины композиционной прослойки, которое возникает в результате повышения шероховатости.
Данный способ получения шероховатости на поверхности композиционных материалов позволяет управлять процессом в отличии от других методов.
Технический результат во втором способе получения шероховатости на поверхности композиционных материалов достигается тем, что изделие из композиционных материалов помещают в разрядную камеру на расстоянии от 50 до 100 мм между электродами с газожидкостной средой, подают напряжение 20 1000 В постоянного тока, и ток разряда 0,4 2,75 А и зажигают разряд, осуществляют обработку в течении t 1 сек, причем, используют водные растворы солей (NaCl) с концентрацией от 1% до насыщения раствора.
На фиг. 3 представлена фотография шероховатости на внутренней поверхности полимерной трубки с использованием постоянного тока.
Выбор конкретного значения напряжения, тока, состава и концентрации водного раствора электролита устанавливаются исходя из оптимальных условий для получения шероховатости на поверхности композиционных материалов низкотемпературной плазмой парогазового разряда в газожидкостной среде.
Отличительной особенностью способа получения шероховатости на поверхности композиционных материалов с использованием постоянного тока, является то, что качество шероховатости существенно улучшается. Это приводит к ликвидации многих недостатков. В результате повышается адгезионная прочность композиционных материалов. Это объясняется устойчивостью горения разряда постоянного тока на поверхности композиционных материалов.
Claims (2)
1. Способ получения шероховатости на поверхности композиционных материалов, характеризующийся тем, что изделия из композиционных материалов помещают в разрядную камеру с газожидкостной средой при расстоянии между электродами от 50 до 150 мм, подают напряжение 25≤U≤1000 В переменного тока с частотой f=50 Гц и ток разряда 0,05≤I≤0,8 А, зажигают разряд между электродами и осуществляют обработку в течение t≥1 с, причем используют водные растворы соли NaCl с концентрацией от 1% до насыщения раствора.
2. Способ получения шероховатости на поверхности композиционных материалов, характеризующийся тем, что изделия из композиционных материалов помещают в разрядную камеру с газожидкостной средой при расстоянии от 50 до 100 мм между электродами, устанавливают напряжение постоянного тока 20≤U≤1000 В и ток разряда 0,4≤I≤3 А, зажигают разряд между электродами и осуществляют обработку в течение t≥1 с, причем используют водные растворы соли NaCl с концентрацией от 1% до насыщения раствора.
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2020142139A RU2020142139A (ru) | 2022-06-21 |
| RU2783713C2 true RU2783713C2 (ru) | 2022-11-16 |
Family
ID=
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1109468A (en) * | 1965-03-02 | 1968-04-10 | Du Pont | Treatment of films to improve their ink-receptive properties |
| US7842392B2 (en) * | 2005-02-22 | 2010-11-30 | Basf Se | Article comprising polystyrene and thermoplastic polyurethane |
| RU2443558C1 (ru) * | 2010-07-28 | 2012-02-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный технологический институт (технический университет)" | Способ модифицирования поверхности полиэтилена |
| RU2533243C2 (ru) * | 2012-09-03 | 2014-11-20 | Открытое акционерное общество "Магнитогорский металлургический комбинат" | Способ текстурирования поверхности рабочего валка листопрокатной клети после шлифования с обеспечением получения регламентированных параметров шероховатости поверхности |
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1109468A (en) * | 1965-03-02 | 1968-04-10 | Du Pont | Treatment of films to improve their ink-receptive properties |
| US7842392B2 (en) * | 2005-02-22 | 2010-11-30 | Basf Se | Article comprising polystyrene and thermoplastic polyurethane |
| RU2443558C1 (ru) * | 2010-07-28 | 2012-02-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный технологический институт (технический университет)" | Способ модифицирования поверхности полиэтилена |
| RU2533243C2 (ru) * | 2012-09-03 | 2014-11-20 | Открытое акционерное общество "Магнитогорский металлургический комбинат" | Способ текстурирования поверхности рабочего валка листопрокатной клети после шлифования с обеспечением получения регламентированных параметров шероховатости поверхности |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2783713C2 (ru) | Способ получения шероховатости на поверхности композиционных материалов (варианты) | |
| CN105624763A (zh) | 一种钛基体表面制备微纳复合结构的方法 | |
| ZA201802018B (en) | Device for producing energy by salinity gradient through titanium oxide nanofluid membranes | |
| KR20110126664A (ko) | 이식 가능한 의료 기기를 위한 표면 처리 방법 | |
| DE69608579D1 (de) | Elektrolytisches verfahren zur reinigung von elektrisch leitenden oberflächen | |
| JP2019530948A (ja) | 誘電体バリアプラズマ放電を形成するための電極構造 | |
| RU2013111769A (ru) | Имплантат c поверхностью с кальцием и способы модификации поверхности имплантата для обеспечения указанной поверхности с кальцием | |
| CN104028742A (zh) | 钛纳米棒-聚多巴胺-共掺杂锌和银复合材料及其制备与应用 | |
| CN108079381A (zh) | 一种医用钛合金表面生物压电复合涂层的制备方法 | |
| CL2022002604A1 (es) | Método para el tratamiento de un sustrato metálico para la preparación de electrodos | |
| KR101458486B1 (ko) | 다공성 한방침 및 이의 제조방법 | |
| CN104001224B (zh) | 一种低温等离子体改性膜式人工肺方法 | |
| US20170086897A1 (en) | Implant | |
| JP2012233038A (ja) | 表面改質フッ素樹脂フィルム、その製造方法、その製造装置、表面改質フッ素樹脂フィルムを含む複合体及びその製造方法 | |
| JP2015026574A (ja) | プラズマ生成装置 | |
| CN105963780A (zh) | 用于医用多孔钛的二氧化钛纳米管/羟基磷灰石复合涂层及其制备方法 | |
| EA200500429A1 (ru) | Способ получения хорошей поверхности контакта на алюминиевой несущей штанге и несущая штанга | |
| KR101615749B1 (ko) | 다공성 수지침의 제조방법 | |
| TW201509384A (zh) | 固定物、植入物、植入物之製造方法 | |
| CN102504317B (zh) | 一种提高陈旧性树脂与硅橡胶软衬材料粘结强度的方法 | |
| KR101950065B1 (ko) | 플라즈마 발생 필름 생산 방법 | |
| RU2020142139A (ru) | Способ получения шероховатости на поверхности композиционных материалов (варианты) | |
| CN102226291B (zh) | 碳/碳复合材料表面的氧化处理方法 | |
| JP6544798B2 (ja) | プラズマを用いた樹脂表面のコントロール方法およびコントロール装置 | |
| RU2014137776A (ru) | Способ нанесения коррозионно-стойкого углеродного покрытия на поверхности стали |