Gr. A2, zespół nr 2.
AGH
Sprawozdanie
Temat: Pomiar właściwości lepkosprężystych polimerów.
1. Wstęp
Ćwiczenie miało na celu analizę właściwości materiałów lepkosprężystych przy pomocy badań, do których użyte stanowisko Micro- Combi- Tester. Dzięki wysokiej dokładności pomiaru można było precyzyjnie określić głębokość penetracji i wartość siły obciążającej. Test odbywa się poprzez wciskanie przez urządzenie wgłębnika (stalowa kulka o średnicy 1mm) w każdą z próbek przy określonych parametrach początkowych urządzenia.
Badane próbki wykonane są z Tarflenu i domieszek brązu lub grafitu, dzięki którym tworzą się kompozyty polimerowe o zmienionych właściwościach. Każda z próbek miała postać walca o średnicy 10mm. Zostały one dokładnie oczyszczone a ich powierzchnia przygotowana była odpowiednio w celu uzyskania jak najmniejszej chropowatości. Proces badania powtarzany był czterokrotnie: PTFE w temp. 20°C, PTFE w temp 80°C, PTFE+40%Brązu, PTFE+30% Grafitu [dwa ostatnie w temp. 20°C].
2.Wyniki badań w postaci wykresów:
3.Dane badanych materiałów:
Materiał/Temperatura próby |
Twardość [MPa] |
Moduł Younga[GPa] |
PTFE/20°C |
22,311 |
0,73819 |
PTFE/100°C |
14,336 |
0,41357 |
PTFE+15%Grafitu/100°C |
33,297 |
1,828 |
PTFE+40%Brązu/100°C |
30,374 |
1,4269 |
4.Wnioski
Polimery mogą mieć szerokie zastosowanie ze względu na niewielką masę, niskie koszy produkcji (otrzymywane głównie z powszechnie dostępnych surowców, tj. węgla, wodoru), oraz łatwości recyklingu, jednak z reguły nie są konkurencyjne w dziedzinie wytrzymałości .
Polimery charakteryzują się odkształceniami lepkosprężystymi, które nie występują w przypadku metali czy materiałów ceramicznych. Jest to wynikiem ich mikrostruktury czyli długich łańcuchów węglowodorowych. Odkształcenia te występują przy przyłożonym obciążeniu statycznym narastając z upływem czasu, asymptotycznie do krzywej płynięcia, oraz ulegają całkowitemu odprężeniu po upływie czasu zwanego czasem relaksacji.
Zachowanie ciał lepkosprężystych można obrazować za pomocą modeli mechanicznych jak na przykład sprężyna i tłok połączone równolegle, gdzie sprężyna odpowiada odkształceniom sprężystym, a tłok lepkosprężystym.