Совершенствование твердофазной технологии обработки композиционных материалов на основе математического моделирования

Размещено на http://www.allbest.ru/

8

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТВЕРДОФАЗНОЙ ТЕХНОЛОГИИ ОБРАБОТКИ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ НА ОСНОВЕ МАТЕМАТИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ

05.17.08 - Процессы и аппараты химических технологий 05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы

и комплексы программ

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени

кандидата технических наук

Шапкин Кирилл Вячеславович

Тамбов 2008

Работа выполнена в Научно-образовательном центре 019 ТамбГТУ-ИСМАН «Твердофазные технологии».

Научный руководители: доктор технических наук, профессор Баронин Геннадий Сергеевич

доктор технических наук Стельмах Любовь Семеновна

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор Шерышев Михаил Анатольевич

доктор технических наук, профессор Арзамасцев Александр Анатольевич

Ведущая организация Институт механики сплошных сред Уральское отделение РАН (г. Пермь)

Защита состоится «___» мая 2008 г. в ___часов____мин на заседании диссертационного совета Д 212.260.02 Тамбовского государственного технического университета по адресу: г. Тамбов, ул. Ленинградская, 1, ауд. 60.

Отзывы на автореферат в двух экземплярах, скрепленные гербовой печатью, просим направлять по адресу: 392000, г. Тамбов, ул. Советская, 106, ТГТУ.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке университета.

Автореферат разослан «_____» апреля 2008 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета, доцент В.М. Нечаев

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Научно-технический прогресс в промышленности связан с производством и широким применением новых композиционных материалов с улучшенными эксплуатационными характеристиками.

Традиционные методы переработки композиционных материалов в изделия включают в себя весьма длительные стадии нагрева, охлаждения и фазовых превращений материала в форме, которые в основном определяют общую производительность и энергоемкость технологического процесса. Твердофазная технология получения и обработки композиционных материалов лишена указанных недостатков и поэтому относится к современным энергосберегающим технологиям.

Актуальным в настоящее время является совершенствование технологических процессов и оборудования обработки композиционных материалов с использованием метода математического моделирования.

Работа выполнялась в соответствии с российско-американской Программой «Фундаментальные исследования и высшее образование» (BRHE) при выполнении проекта НОЦ 019 ТамбГТУ-ИСМАН РАН «Твердофазные технологии» при финансовой поддержке американского фонда гражданских исследований и развития (CRDF) на 2007 - 2010 гг. и Министерства образования и науки России в рамках аналитической ведомственной целевой программы «Развитие научного потенциала высшей школы» на 2006 - 2008 гг., код проекта РНП.2.2.1.1.5355, а также в соответствии с федеральной целевой программой «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России» на 2007 - 2012 гг. при выполнении госконтракта № 02.513.11.3377 от 26 ноября 2007 г.

Цель и задачи исследования. Целью работы являлось развитие и совершенствование твердофазных технологических процессов получения композитов аморфно-кристаллических полимеров с улучшенными эксплуатационными характеристиками на основе физико-химических исследований и использования метода математического моделирования.

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

1. Экспериментальные исследования процессов обработки давлением композиционных материалов на основе сополимера акрилонитрила, стирола и бутадиена (АБС) и сверхвысокомолекулярного полиэтилена (СВМПЭ) при твердофазной экструзии (ТФЭ).

2. Установление взаимосвязи между составом, структурой и свойствами АБС- и СВМПЭ-композитов, полученных ТФЭ.

3. Математическое моделирование и оптимизация режимов процесса твердофазной плунжерной экструзии композиционных материалов.

4. Математическое моделирование и разработка инженерной методики расчета рабочих размеров технологической оснастки для процесса твердофазной объемной штамповки композиционных материалов.

5. Разработка технологического процесса твердофазной технологии и наработка опытно-промышленной партии изделий радиотехнического назначения из композиционных материалов.

Научная новизна работы. Выявлена возможность регулирования структуры и свойств композиционных материалов малыми добавками карбидов, диборидов титана и углеродного наноматериала «Таунит», что позволило распространить известный метод легирования органических и неорганических материалов на твердофазную технологию получения композиционных материалов. При этом в качестве легирующих компонентов композиционного материала используются продукты самораспространяющегося высокотемпературного синтеза (СВС-технология) карбид титана и диборид титана.

Установлены закономерности повышения прочностных свойств композиционных материалов на основе АБС и СВМПЭ в процессе ТФЭ при температуре процесса, равной 0,7…0,8 Т_пл композита. Улучшение эксплуатационных свойств материала объясняется структурными изменениями полимерной матрицы в процессе ориентационной кристаллизации (доля кристаллической фазы возрастает с 22…25 до 58…59 %). композиционный материал давление обработка

Впервые разработана математическая модель технологического процесса твердофазной плунжерной экструзии композиционного материала, позволяющая выбирать оптимальные режимы осуществления процесса ТФЭ.

Практическое значение работы. Определены оптимальные режимы осуществления процесса ТФЭ, позволяющие получать полимерные композиты на основе АБС и СВМПЭ с улучшенными эксплуатационными характеристиками по сравнению с аналогичными характеристиками полимеров, полученных методом жидкофазной экструзии. Для АБС-композита отработаны следующие технологические параметры процесса твердофазной экструзии: степень деформирования л_экс = = 2,0…3,0, температура Т_экс = 359 К, давление процесса твердофазной экструзии Р_ф = 360 МПа; для СВМПЭ: экструзионное отношение л_экс = 2,0…3,5, температура Т_экс = 363 К, давление процесса твердофазной экструзии Р_ф = 280 МПа.

Предложен и разработан метод регулирования свойств аморфно-кристаллических композиционных материалов для твердофазной экструзии малыми добавками карбида титана (TiC) и диборида титана (TiB₂) - продуктами СВС-технологии, что позволило получить в процессе ТФЭ полимерный композит, предел прочности которого в условиях одноосного растяжения и срезывающих напряжений возрастает в 2 - 2,5 раза по сравнению с композиционным материалом, полученным по традиционной технологии.

Методом математического моделирования изотермического процесса ТФЭ полимерных композитов установлено, что наиболее благоприятное в практическом отношении распределение плотности реализуется в режиме постоянного давления на плунжере пресса.

Разработана методика инженерного расчета рабочих размеров технологической оснастки для твердофазной объемной штамповки композиционных материалов с определением технологической усадки из уравнения состояния композиционных материалов в твердой фазе.

Методическое обеспечение расчета технологической оснастки для твердофазной объемной штамповки внедрено на предприятии ГНУ «Всероссийский научно-исследовательский и проектно-технологический институт по использованию техники и нефтепродуктов в сельском хозяйстве», г. Тамбов. Метод твердофазной объемной штамповки для изготовления фторопластового изолятора разъема АРДЗ 640. 001 внедрен на предприятии ОАО «Тамбовский завод «Октябрь».

Положения работы, выносимые на защиту:

1. Результаты теоретических и экспериментальных исследований процессов твердофазной технологии плунжерной экструзии композиционных материалов на основе АБС и СВМПЭ.

2. Методы модификации физико-химических свойств композиционных материалов малыми добавками карбидов и диборидов титана - продуктами СВС-технологии, а также углеродным наноматериалом «Таунит» с целью улучшения эксплуатационных свойств композиционных материалов.

3. Результаты математического моделирования процесса твердофазной плунжерной экструзии композиционных материалов.

4. Инженерная методика расчета рабочих размеров технологической оснастки для твердофазной объемной штамповки композиционных материалов.

Апробация работы. Результаты диссертационной работы были представлены на: V Международной теплофизической школе «Теплофизические измерения при контроле и управлении качеством» (г. Тамбов, 2004 г.); Международной научно-практической конференции «Прогрессивные технологии развития» ( г. Тамбов, 2004 г.); Международной научно-практической конференции «Качество науки - качество жизни» (г. Тамбов, 2005 г.); Международной конференции «Глобальный научный потенциал» (г.Тамбов, 2005 г.); 4-й Всероссийской школе-семинаре по структурной макрокинетике для молодых ученых (г. Черноголовка, 2006 г.); 23-м Всероссийском симпозиуме по реологии (г. Валдай, 2006 г.); 9-й Международной конференции «Высокие давления 2006» (г. Судак, 2006 г.); Российской научной конференции «Новое поколение системы жизнеобеспечения и защиты человека» (г. Тамбов, 2006 г.); 59-й научно-практической конференции студентов (г. Мичуринск, 2007 г.); 3-й Международной научно-практической конференции «Достижения ученых ХХI века» (г. Тамбов, 2007 г.); 5-й Всероссийской школы-семинара по структурной макрокинетике для молодых ученых (г. Черноголовка, 2007 г.); 6-й Международной теплофизической школе «Теплофизика в энергосбережении и управлении качеством» (г. Тамбов, 2007 г.).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 20 работ, в том числе 3 работы - в ведущих научных журналах из перечня ВАК. Поданы две заявки на патенты РФ на изобретения.

Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 164 страницах и включает 65 рисунков, 17 таблиц и 123 литературных источника и состоит из введения, пяти глав, общих выводов и приложений.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Введение. Обоснована актуальность темы исследований, сформулированы цель и задачи работы, научная новизна и практическая значимость работы.

1. Обзор литературных данных по проблемам и перспективам переработки композиционных материалов. Представлен критический и обобщающий анализ состояния проблемы обработки композиционных материалов на основе математического моделирования. Состояние дел в твердофазной технологии переработки композиционных материалов в рассматриваемом аспекте представлено в сравнении с традиционными технологическими методами. При этом твердофазные методы переработки композиционных материалов не противопоставляются традиционным, а рассматриваются наряду с существующими технологиями, имеющими в ряде случаев существенные недостатки в сравнении с твердофазными технологиями.

2. Объекты и методы исследования. Приведены характеристики объектов и методы исследований и приготовления образцов.

Объектами исследований служили сополимер акрилонитрила, стирола и бутадиена (АБС), сверхвысокомолекулярный полиэтилен (СВМПЭ) и политетрафторэтилен (ПТФЭ).

В качестве модифицирующих веществ сополимера АБС и СВМПЭ использовали углеродный наноматериал (УНМ) «Таунит» производства ООО «Нано-Тех-Центр», г. Тамбов; карбид титана и диборид титана производства СВС-технологии Института структурной макрокинетики и проблем материаловедения РАН (ИСМАН, г. Черноголовка).

Дано описание методик приготовления образцов, используемых в работе, особенностей методик проведения исследований структуры, молекулярно-релаксационных и физико-механических свойств композиционных материалов. Представлены методы термомеханической спектроскопии (ТМС), рентгеноструктурного анализа (РСА) и линейной дилатометрии с компьютерной обработкой результатов эксперимента, методики оценки прочностных свойств в условиях одноосного растяжения и срезывающих напряжений, методики снятия внутренних напряжений и теплостойкости в режиме изометрического нагрева при использовании методов информационных технологий, а также особенности методики оценки микротвердости образцов композиционных материалов.

3. Разработка и совершенствование технологического процесса твердофазной экструзии композиционных материалов. Экспериментальные исследования особенностей ТФЭ композиционных материалов на основе АБС и СВМПЭ проводили на экспериментальной установке с ячейкой высокого давления, разработанной в Тамбовском государственном техническом университете (рис. 1), а также в лаборатории пластического деформирования ИСМАН (г. Черноголовка) на машине «Инстрон» в режиме ТФЭ при V = const при различных скоростях выдавливания в диапазоне 0,167 · 10-⁵…33,4 · 10-⁵ м/с.

Проведено исследование влияния на процессы ТФЭ таких важных технологических параметров, как температура экструзии Т_экс, степень деформирования л_экс и скорости приложения нагрузки V.

На рис. 2 показаны зависимости давления процесса ТФЭ Р_ф от скорости приложения нагрузки на машине «Инстрон» для отдельных систем композитов на основе АБС. Установлено, что давление Р_ф практически постоянно в широком диапазоне скоростей приложения нагрузки для АБС- и СВМПЭ-композитов.

Ранее проведенные исследования технологического процесса ТФЭ композиционных материалов при различных л_экс позволили получить уравнение, связывающее давление ТФЭ Р_ф и истинную деформацию материала при выдавливании lnл_экс:

Р_ф = Р₀ e^{n ln лэкс}, (1)

где Р₀ и n - коэффициенты, зависящие от температуры ТФЭ, состава композиционного материала и геометрических параметров зоны выдавливания.

Экспериментальные зависимости между Р_ф и lnл_экс, полученные в работе для систем композитов на основе СВМПЭ, также описываются уравнением (1).



Рис. 1 Ячейка высокого давления:1 - основание; 2 - матрица; 3 - пуансон; 4 - фильера; 5 - заготовка композиционного материала; 6 - датчик бокового давления; 7 - датчик осевого давления; 8 - карман для термопары

Рис. 2 Зависимость необходимого давления ТФЭ Р_ф от скорости приложения нагрузки для системы АБС + TiB₂

Результаты ТМС-исследований молекулярно-топологических, релаксационных и структурных характеристик АБС-композита после ТФЭ при различных скоростях выдавливания показали, что ТФЭ композита приводит к полной трансформации структуры из изотропной в анизотропную с коренным изменением ММР АБС-композитов, их степени кристалличности и других количественных характеристик структуры.

Исследования методом РСА образцов АБС и СВМПЭ, содержащих различное содержание добавок TiC, TiB₂ и УНМ, показали, что увеличение количества добавок в основном отражаются на параметрах аморфной фазы композита и в меньшей степени на кристаллической фазе, причем влияние добавок ощущается уже начиная с 0,5 %.

Методом РСА образцов СВМПЭ-композитов, полученных ТФЭ на «Инстроне» установлено повышение степени кристалличности материала до 54 и 59 % при скоростях приложения нагрузки 8,33 · 10-⁵ и 1,67 · 10-³ м/с, соответственно, в сравнении с ЖФ-композитами, имеющими степень кристалличности 46…50 %.

В работе оптимальная температура переработки в твердой фазе композиционных материалов находится из соотношения Бойера.

Для аморфно-кристаллических композитов

Т_экс = (0,75 ± 0,15) Т_пл. (2)

При оценке физико-механических показателей в условиях напряжений среза образцов АБС-композита после ТФЭ по сравнению с образцами, полученными ЖФЭ, показано резкое повышение прочностных характеристик (в 2 - 2,5 раза) материала в направлении ₊ ориентации в режиме ТФЭ (рис. 3).

Размещено на http://www.allbest.ru/

8

Рис. 3 Диаграммы изменения разрушающего напряжения при срезе ЖФ (1) и экструдированных при 295 К (2) и при 359 К (3) материалов на основе АБС-композита. Температура испытания - 298 К



Рис. 4 Диаграммы изометрического нагрева образцов АБС-композита после ТФЭ при л_экс = 2,07 и температурах Т_экс = 295 К (1) и 359 К (2)

Аналогичные закономерности отмечены при изучении усадочных явлений в АБС- и СВМПЭ-композитах. Исследования показали, что при ТФЭ и Тэкс =359 К уровень остаточных напряжений в образцах АБС-композита снижается более чем в 2,5 раза, а температура деформационной теплостойкости материала Ттп повышается на 20 К по сравнению с образцами, полученными ТФЭ при Тэкс=295 К (рис. 4). При этом отчетливо видна роль легирующих компонентов ТiC, ТiB2 и УНМ в формировании свойств композиционных материалов в процессе ТФЭ (рис. 5).

Размещено на http://www.allbest.ru/

8

Рис. 5 Зависимость величины деформационной теплостойкости Т_тп (1) и уровня остаточных напряжений у_ост (2) образцов композиций СВМПЭ + УНМ от содержания УНМ в матрице композиционного материала, полученных ТФЭ при л = 2,07 и Т_экс = 363 К

4. Математическое моделирование процесса твердофазной экструзии композиционных материалов. В настоящей главе представлены результаты математического моделирования реодинамики при плунжерной экструзии композиционных материалов.

В данной главе рассмотрено течение пористого композиционного материала из цилиндрической камеры между перемещающимся поршнем z = H(t) и выходным отверстием z = 0_- и течение внутри калибра между z = 0₊ (входное отверстие в калибре) и свободной поверхностью z = -L(t), t - время. Движение материала в каждой из областей считается установившимся и одномерным с одной ненулевой компонентой скорости . Первоначальная длина заготовки равна H₀, радиус поперечного сечения r₀.

Постановка задачи включает в себя уравнения неразрывности (3), равновесия (4) и реологические соотношения (6) - (7).

; (3)

; (4)

; (5)

; (6)

, (7)

где - относительная плотность материала; - сдвиговая и объемная вязкости материала; V - скорость течения материала; T - температура; r₀ - радиус заготовки; _zz, _rr, - осевые, радиальные и тангенциальные напряжения; ₁ - плотность несжимаемой основы материала; ₁ - вязкость несжимаемой основы материала.

Граничные условия:

:, ;

, . (8)

Рассмотрены два изотермических режима деформирования: режим с постоянным усилием на плунжере пресса (P = const) и режим с постоянной скоростью деформирования (V = const).

Для упрощения системы уравнений и уменьшения числа подвижных границ задача приводилась к Лагранжевой массовой системе координат (вместо двух подвижных границ области - верхней H(t) и нижней L(t) - получаем одну подвижную границу, соответствующую капилляру матрицы z = 0). В Лагранжевой массовой системе координат (q, t) координата q имеет смысл относительной массы материала, находящейся между переменным сечением z и свободной поверхностью z = -L(t); таким образом,

, (9)

где М - масса материала, находящегося в указанном сечении; S - площадь сечения фильеры.

Роль начальной координаты q₀ будет играть следующее выражение:

.

В результате решения задачи находятся неизвестные относительная плотность (), скорость (V), напряжения (), которые являются функциями только координаты (q) и времени (t). Особенностью моделирования этого процесса является необходимость учета вязкоупругого течения материала, динамики структурообразования и технологических условий протекания процесса.

Конечное распределение плотности в экструдированном материале зависит от соотношения характерных времен уплотнения и выдавливания. Если время уплотнения много меньше, чем время выдавливания (t_c << t_extr), получаем предельно уплотненный стержень (рис. 6, кривая 1), если же время уплотнения много больше времени выдавливания (t_c >> t_extr), получаем практически неуплотненный образец, если же эти времена сравнимы между собой (t_c t_extr) получаем переходные режимы уплотнения (рис. 6, кривая 2), когда материал уплотняется до некоторого значения, но не до предельного.

В рамках настоящего изотермического рассмотрения процесса плунжерной экструзии показано, что наиболее благоприятное в практическом отношении распределение плотности реализуется в режиме постоянного давления на плунжере пресса.

В зависимости от соотношения характерных времен уплотнения и выдавливания может реализоваться режим уплотнения без выдавливания и режим выдавливания без уплотнения. При увеличении давления на плунжере пресса скорость меняется экстремальным образом, следовательно, не всегда выбор более мощного пресса является оправданным при получении изделий методом твердофазной плунжерной экструзии (рис. 7).

Размещено на http://www.allbest.ru/

8

5. Разработка инженерной методики расчета рабочих размеров технологической оснастки для твердофазной объемной штамповки композиционных материалов

Для анализа закономерностей объемной усадки У_V в качестве исходных используются уравнение состояния композиционных материалов в твердой фазе в виде

, (10)

а также выражение для объемной усадки (11)

, (11)

где P, V, T - соответственно внешнее избыточное давление, удельный объем, абсолютная температура; R - универсальная газовая постоянная; р^тв- внутреннее давление; M^тв - молекулярная масса участка цепи композиционного материала в неравновесной области полимера; b₀ ^тв, T₀^тв - координаты «полюса» веера дилатометрических прямых, причем, величина b₀ равна вандерваальсовскому объему макромолекул, которая всегда меньше b₀^тв ; индекс «тв» относится к композиционному материалу в стеклообразном или кристаллическом состояниях.

Процесс твердофазной объемной штамповки проходит при температурах, близких к Т_с (Т_пл). в этом случае в замкнутой прессформе плунжерного типа установится равновесное состояние, отвечающее параметрам штамповки P, V и T, тогда в уравнении (11) можно принять:

;

,

где m - масса композиционного материала; V_ф, V_изд, V и V₀ - объемы и удельные объемы термопласта, соответственно, в условиях штамповки и при нормальных условиях (Р = 0 МПа; Т = 293 К). При этом уравнение для объемной усадки запишется в виде

. (12)

Выразим V₀ и V из уравнения состояния:

; (13)

, (14)

где Т_к - комнатная температура (293 К); Т_ф - температура штамповки.

Подставляя выражения (12) и (13) в уравнение (10), получим

. (15)

Если известны экспериментальные зависимости Р-V-Т в твердой фазе, то объемная усадка вычисляется непосредственно из экспериментальных замеров соответствующих удельных объемов по уравнению (12).

В случае объемной штамповки изделий типа тел вращения объемная усадка связана с линейной усадкой по диаметру У_d и высоте У_h изделия следующей формулой:

У_v = 2 У_d + У_h. (16)

Исполнительную высоту пуансона получим по следующей зависимости

. (17)

Для автоматизации расчета рабочих размеров технологической оснастки для изделий, представляющих собой тела вращения, разработана информационная система (рис. 8).

Размещено на http://www.allbest.ru/

8

Рис. 8 Структура информационной системы расчета технологической оснастки

Основные выводы и результаты работы

1. Впервые экспериментально обоснована возможность регулирования структуры и свойств композиционных материалов за счет введения малых добавок карбида титана, диборида титана и углеродного наноматериала и получение композиционных материалов с улучшенными эксплуатационными характеристиками.

2. На основе физико-химических исследований структуры и свойств композиционных материалов на примере АБС и СВМПЭ установлено:

· предел прочности в условиях одноосного растяжения и срезывающих напряжений увеличивается в 2 - 2,5 раза по сравнению с композиционным материалом, полученным по жидкофазной технологии;

· уровень остаточных напряжений в образцах АБС- и СВМПЭ-композитов, полученных в оптимальных режимах ТФЭ, снижается более чем в 2,5 раза, а температура деформационной теплостойкости материала повышается на 20 К по сравнению с образцами, полученными при температуре 295 К.

3. Методом математического моделирования установлены оптимальные режимы осуществления процесса ТФЭ:

· для АБС-композита - экструзионное отношение л_экс = 2,0…3.0; температура Т_экс = 359 К; давление процесса твердофазной экструзии Р_ф = 360 МПа;

· для СВМПЭ-композита - экструзионное отношение л_экс = 2,0…3,5; температура Т_экс = 363 К; давление процесса твердофазной экструзии Р_ф = 280 МПа;

· наиболее благоприятное в практическом отношении распределение плотности реализуется в режиме постоянного давления на плунжере пресса;

· при увеличении давления на плунжере пресса скорость процесса твердофазной экструзии меняется экстремальным образом, при этом максимальная скорость выдавливания наблюдается при 780 МПа.

4. Разработана инженерная методика расчета рабочих размеров технологической оснастки для твердофазной объемной штамповки композиционных материалов.

5. Разработан и внедрен технологический процесс обработки композиционных материалов и производства изделий из них радиотехнического назначения: для композиционного материала на основе фторопласта-4 - давление формования Р = 150 МПа, температура Т = 580 К, время выдержки 15 с, линейная усадка У_L = 0,25 %.

Основные определения и обозначения

ТГТУ - Тамбовский государственный технический университет; НОЦ - научно-образовательный центр; УрО РАН - Уральское отделение Российской академии наук ; АБС - сополимер акрилонитрила, бутадиена и стирола; СВМПЭ - сверхвысокомолекулярный полиэтилен; ПТФЭ - политетрафторэтилен; ТФЭ - твердофазная экструзия; СВС - самораспространяющийся высокотемпературный синтез; УНМ - углеродный наноматериал; ТМС - термомеханическая спектроскопия; РСА - рентгеноструктурный анализ; V - скорость приложения нагрузки, м/с; Т_экс - температура экструзии, К; Т_пл. - температура плавления, К; л_экс - степень вытяжки (экструзионное отнощение); Р_ф - давление твердофазной экструзии, Па; ц_а, ц_кл, ц_к - доля аморфной, кластерной и кристаллической фаз, соответственно; - относительная плотность материала; ?? - сдвиговая и объемная вязкости материала, соответственно, Па•с; T - температура, К; _zz, _rr, - осевые, радиальные и тангенциальные напряжения, Па; r₀ - радиус заготовки, мм; ₁ - плотность несжимаемой основы материала; ₁ - вязкость несжимаемой основы материала, Па•с; У_V,У_h, У_d - объемная усадка, линейная усадка по высоте, линейная усадка по диаметру изделия.

Основное содержание ДИССЕРТАЦИИ изложено В СЛЕДУЮЩИХ работах

1. Баронин, Г.С. Твердофазная технология переработки полимерных наноматериалов / Г.С. Баронин, М.Л. Кербер, К.В. Шапкин // Вестник Тамб. гос. техн. ун-та. 2005. Т. 11, № 2А. С. 432 - 438.

2. Баронин, Г.С. Молекулярно-релаксационные и структурно-механические характеристики АБС-композитов, полученных жидко- и твердофазной экструзией / Г.С. Баронин, К.В. Шапкин, Д.В. Пугачев // Вестник Тамб. гос. техн. ун-та. 2006. Т.12, № 4Б. С. 1112 - 1121.

3. Математическое моделирование процессов плунжерной экструзии полимерных материалов / К.В. Шапкин, Л.С. Стельмах, А.М. Столин, Г.С. Баронин // Вестник Тамб. гос. техн. ун-та. 2007. Т. 13, № 3, - С.747 - 754.

4. Сравнительные молекулярно-релаксационные и структурные характеристики АБС-сополимера жидко- и твердофазной экструзии / Г.С. Баронин, А.М. Столин, Ю.А Ольхов, К.В. Шапкин, Д.В. Пугачев // Физика и техника высоких давлений / НАН Украины. 2007. Т. 17, № 6. С. 45 - 51.

5. Энергосберегающая твердофазная технология переработки полимерных наноматериалов / Г.С. Баронин, М.Л. Кербер, К.В. Шапкин, Д.В. Пугачев // Теплофизические измерения при контроле и управлении качеством: материалы 5-й Междунар. теплофиз. шк. Тамбов, 2004. Ч. II. С. 188 - 192.

6. Баронин, Г.С. Пластичность и сверхпластичность полимерных сплавов / Г.С. Баронин, К.В. Шапкин // Прогрессивные технологии развития: сб. ст. Междунар. науч.-практ. конф. Тамбов, 2004. С. 184 - 185.

7. Баронин, Г.С. Твердофазные технологии переработки полимеров с позиций неравновесной термодинамики / Г.С. Баронин, К.В. Шапкин // Составляющие научно-технического прогресса: сб. науч. ст. Междунар. науч.-практ. конф. Тамбов: Изд-во Першина, 2005. С. 285 - 287.

8. Баронин, Г.С. Перспективные компьютерные технологии в процессах переработки полимеров в твердой фазе / Г.С. Баронин, К.В. Шапкин // Труды ТГТУ: сб. науч. ст. молодых ученых и студентов. Тамбов, 2005. Вып. 17. С. 165 - 168.

9. Шапкин, К.В. Твердофазная технология получения изделий из полимерных сплавов с повышенными качественными показателями // К.В. Шапкин, Г.С. Баронин // Качество науки - качество жизни: сб. науч. ст. Междунар. науч.-практ. конф. Тамбов, 2005. С. 220 - 221.

10. Твердофазная экструзия АБС-пластика // Г.С. Баронин, К.В. Шапкин, Д.В. Пугачев, В.В. Мурзина // Глобальный научный потенциал: сб. науч. ст. междунар. конф.: - Тамбов, 2005. С. 176 - 178.

11. Шапкин, К.В. Разработка системы автоматизированного проектирования технологической оснастки для твердофазной объемной штамповки полимерных композитов / К.В. Шапкин, Г.С. Баронин // Четвертая Всероссийская школа-семинар по структурной макрокинетике для молодых ученых. Черноголовка, 2006. С. 92.

12. Шапкин, К.В. Математическое моделирование реодинамики при плунжерной экструзии твердых полимерных материалов / К.В. Шапкин, Г.С. Баронин // Четвертая Всероссийская школа-семинар по структурной макрокинетике для молодых ученых. Черноголовка, 2006. С. 98.

13. Математическое моделирование процессов реодинамики при твердофазной экструзии твердых полимерных материалов / Л.С. Стельмах, К.В. Шапкин, А.М. Столин, Г.С. Баронин // 23 Всероссийский симпозиум по реологии. Валдай, 2006. С. 142.

14. Сравнительные молекулярно-релаксационные и структурные характеристики АБС - сополимера жидко- и твердофазной экструзией / Г.С. Баронин, А.М. Столин, Ю.А. Ольхов, К.В. Шапкин [и др.] // Высокие давления 2006: тезисы 9-й Междунар. конф. Судак, 2006. С. 43.

15. Шапкин, К.В. Математическое моделирование процессов реодинамики при плунжерной экструзии твердых полимерных материалов / К.В. Шапкин, Г.С. Баронин // Новое поколение систем жизнеобеспечения и защиты человека: труды Рос. науч. конф. 27- 30 нояб. 2006 г. Тамбов, 2006.

16. Способ твердофазного формования полимерных нанокомпозитов / В.М. Дмитриев, Г.С Баронин, Д.О. Завражин [и др.] // Достижения ученых ХХI века: сб. материалов 3-й междунар. науч.-практ. конф. 30-31 июля 2007 г. / Тамб. гос. техн. ун-т. Тамбов, 2007. С. 239 - 242.

17. Структурно-релаксационные и молекулярно-топологические характеристики СВМПЭ-композитов, полученных жидко- и твердофазной технологией / Г.С Баронин, В.М. Поликарпов, К.В. Шапкин [и др.] // Составляющие научно-технического прогресса: сб. материалов 3-й междунар. науч.-практ. конф. 23-24 апр. 2007 г. / Тамб. гос. техн. ун-т. Тамбов, 2007. С. 274 - 281.

18. Структурно-механические и молекулярно-релаксационные характеристики полимерных композитов, полученных энергосберегающей твердофазной технологией / Г.С Баронин, А.М. Столин, Д.О. Завражин [и др.] // Теплофизика в энергосбережении и управлении качеством: междунар. теплофиз. шк. 1 - 6 окт. 2007 г. / Тамб. гос. техн. ун-т. Тамбов, 2007. Ч. II. С. 148-149.

19. Оценка уровня внутренних напряжений и теплостойкости в полимерных нанокомпозитах, полученных твердофазной экструзией / К.В. Шапкин, Л.С. Стельмах, А.М. Столин [и др.] // Пятая Всероссийская школа-семинар по структурной макрокинетике для молодых ученых. Черноголовка, 2007. С. 82-83.

20. Шапкин, К.В. Дилатометрические исследования СВМПЭ-композитов с использованием компьютерных технологий / К.В. Шапкин, И.С. Веснушкин, Д.Е. Кобзев // Сборник статей магистрантов. Тамбов, 2007. Вып. 10. С. 15 - 17.

Размещено на Allbest.ru

...