
- •Лабораторная работа № 4 определение количественного содержания составляющих композиционных пластмасс
- •4.1 Цель проведения лабораторной работы
- •4.2 Основные теоретические положения
- •4.3 Приборы и принадлежности
- •4.4 Порядок проведения работы
- •4.5 Обработка экспериментальных данных
- •4.6 Контрольные вопросы
4.3 Приборы и принадлежности
Приборы: микроскоп ММУ-3.
Принадлежности: стекловолокниты различных марок (шлифы), атлас фотографий микроструктур стекловолокнитов различных марок.
4.4 Порядок проведения работы
4.4.1 Определение объемного содержания связующего, наполнителя и
пористости
4.4.1.1 Установить шлиф на микроскоп. Провести подбор увеличения микроскопа, исходя из размера частиц анализируемой фазы. При определении количества связующего и стеклянного волокна в стеклопластиках с диаметром волокна 5-7 мкм рекомендуется увеличение х450÷600. При определении количества крупных пор необходимо пользоваться малым увеличением х70÷120.
4.4.1.2 Используя микрошлифы (или фотографии микроструктур стекловолокнитов) подсчитать количество узловых точек, попавших на каждую из анализируемых фаз (волокно, связующее, поры). Узловой точкой линейной шкалы называется точка пересечения горизонтального диаметра с делениями шкалы 0; 0,5; 1,0; 1,5…9,0; 9,5; 10,0 (всего 21 точка).
Таблица 4.1 – Физико-механические свойства однонаправленных композиционных материалов с полимерной матрицей
Материал |
Плотность, г/см3 |
Предел прочности, МПа |
Модуль упругости, ГПа |
Удельная жесткость Е/ρ, 103 км |
Относительное удлинение при разрыве, % |
Удельная прочность σ/ρ, км |
Ударная вязкость, кДж/м3 |
Сопротивление усталости на базе 107 циклов, МПа |
Длительная прочность при изгибе за 1000 ч, МПа |
|||||
при растяжении |
при сжатии |
при изгибе |
при сдвиге |
при растяжении |
при изгибе |
при сдвиге |
||||||||
Карбоволокниты: КМУ-1л КМУ-1в |
1,4 1,55 |
650 1000 |
350 540 |
800 1200 |
25 45 |
120 180 |
100 160 |
2,8 5,35 |
8,6 11,5 |
0,5 0,6 |
46 65 |
50 84 |
300 350 |
480 900 |
Бороволокниты: КМБ-1к КМБ-2к |
2,0 2,0 |
900 1000 |
920 1250 |
1250 1550 |
48 60 |
214 260 |
223 215 |
7,0 6,8 |
10,7 13,0 |
0,3-0,4 0,3-0,4 |
43 50 |
78 110 |
350 400 |
1220 1200 |
Карбоволокнит с углеродной матрицей КУП-ВМ |
1,35 |
200 |
260 |
640 |
42 |
160 |
165 |
- |
- |
10-20 |
- |
12 |
240 |
- |
Органоволокниты: - с эластичным волокном - с жестким |
1,15 -1,3 1,2 |
100 – 190 650 |
75
180 |
100 – 180 400 |
-
- |
2,5– 8,0 35 |
-
- |
-
- |
0,22- 0,6 2,7 |
10-20
2-5 |
8-15
50 |
500-600 - |
-
- |
-
- |
Для подсчета применяют окуляр с линейной шкалой. Схематическое изображение поля зрения микроскопа с линейной шкалой показано на рисунке 4.1.
- связующее;
- стеклянное волокно;
- поры.
Рисунок 4.1 - Схема микроструктуры стекловолокнита
Данные подсчета по 25 полям зрения записывают в таблицу 4.1.
Таблица 4.1 – Результаты подсчета количества узловых точек
№ поля зрения |
Число точек, приходящихся на |
||
стекловолокно |
связующее |
поры |
|
1. |
|
|
|
2. |
|
|
|
3. |
|
|
|
. |
|
|
|
. |
|
|
|
. |
|
|
|
25. |
|
|
|
4.4.2 Определение размера пор и их распределение в материале
Метод основан на определении объемного содержания пор различного размера, разбитых по нескольким классам.
4.4.2.1 С целью классификации просмотреть шлиф под микроскопом и замерить размеры (ширину) пор в делениях шкалы в данном поле зрения. Результаты занести в таблицу 4.2.
Таблица 4.2 – Результаты измерения размера пор
№ поля зрения |
Размер пор (ширина в делениях шкалы окуляра) |
1. |
|
2. |
|
3. |
|
. |
|
. |
|
. |
|
25. |
|
4.4.2.2 В зависимости от полученных данных поры разбить на классы по размерам. Рекомендуемые классы:
I класс 1-10 делений шкалы окуляра;
II класс 11-20 - “ - ;
III класс 21-30 - “ - ;
IV класс 31-40 - “ - .
4.4.2.3 Подсчитать количество узловых точек, приходящихся на поры данного класса. Результаты занести в таблицу 4.3.
Таблица 4.3 – Результаты подсчета количества узловых точек
№ поля зрения |
Количество узловых точек, относящихся к данному классу |
|||
I |
II |
III |
IV |
|
1. |
|
|
|
|
2. |
|
|
|
|
3. |
|
|
|
|
. |
|
|
|
|
. |
|
|
|
|
. |
|
|
|
|
25. |
nI |
nII |
nIII |
nIV |