Sprawozdanie

Temat: Pomiar właściwości lepkosprężystych polimerów.

 

Spis treści:

1.Opis stanowiska badawczego

2.Badane materiały

3. Przebieg badania

4.Wyniki

5. Wnioski

 

1.Opis stanowiska badawczego

Badania zostaną przeprowadzone na stanowisku Micro-Combi-Tester (MCT), które umożliwia pomiar głebokości penetracji oraz siły obciążajacej z wymaganą dokładnoscią. MCT szwajcarskiej firmy CSEM jest precyzyjnym urządzeniem przeznaczonym do wyznaczenia mikromechanicznych własciwości materiałów oraz cienkich warstw. Jest wyposażony w system zbierania i archiwizacji wyników pomiarowych. Badaną próbke umieszcza się na stole

roboczym. Nastepnie przeprowadza się pomiar polegający na wciskaniu wgłębnika w próbkę z zadanym obciążeniem i szybkością obciążania w dowolnym cyklu czasowym.

 

 

 

2. Badane materiały

 

Próbkę stanowi odpowiednio przygotowany walec o średnicy 10mm wykonany z polimeru bądź kompozytu polimerowego, natomiast przeciwpróbkę - wgłebnik ze stalowa kulką o średnicy r = 1 mm (E2 = 210 GPa, 2 = 0,3).

Przedmiotem badań są kompozyty tarflenowe, których producentem sa Zakłady Azotowe w Tarnowie:

      Polimer PTFE - Tarflen (badany w 20 i 100 stopniach celsjusza)

      Kompozyt PTFE+40%brazu (badany w 20 stopniach celsjusza)

      Kompozyt PTFE+15% grafitu (badany w 20 stopniach celsjusza)

PTFE (teflon) - jest to tworzywo termoplastyczne o budowie krystalicznej.

Wyróżnia się dużą odpornością na działanie wszelkich rozpuszczalników, chemikaliów i wody, jest niepalny, zachowuje własności mechaniczne w zakresie temperatur od -100 do 300 C. Jedna z podstawowych zalet tego tworzywa jest bardzo mały współczynnik tarcia

( = 0,04 - 0,10).

Próbki do badań powinny być odpowiednio przygotowane. Należy je wcześniej dokładnie oczyścić z wszelkich zanieczyszczeń,  które mogły powstać np. podczas kontaktu próbki z palcami. Ważne również jest aby przygotowana próbka posiadała jak najmniejszą chropowatość powierzchni, która również wpływa na wynik pomiaru.

 

 

 

3.Przebieg badania

 

Właściwie przygotowane próbki pomiarowe były kolejno umieszczone na stole roboczym naszego urządzenia. Następnie w próbki wprowadzano wgłębnik ze stalową kulką, której średnica wynosiła 1mm. Po 30 sekundach rozpoczęto wytrzymywanie pod naciskiem próbek. Siła 2N naciskała na próbki przez 120 sekund, a następnie nacisk został zwolniony. Wyniki trafiły bezpośrednio do komputera sterującego urządzenie pomiarowe Micro-Combi-Tester.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. Wyniki

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4. Wnioski

 

Dzięki analizie wykresów można łatwo zauważyć że na twardosc polimerów wpływają dwa czynniki, mianowicie temperatura oraz domieszki dzięki którym tworzymy kompozyty. Kompozyty okazały się wytrzymalsze od czystego PTFE co niepowinno dziwić, wkońcu tworzymy kompozyty żeby wzmocnić materiał. Wyższa odpornośc kompozytu z grafitem od kompozytu z brązem na pierwszy rzut oka może zaskoczyc, jednak należy sobie przypomieć że grafit to przecież węgiel a ten z kolei jest bardzo twardy i nawet jego dużo niższa zawartość w kompozycie znacząco przewyższyła twardość brązu. Wpływ temperaturu był oczywisty wkońcu im wyższa temperatura tym mniejsza odporność ciała na wciskanie w niego drugiego ciała. Wykres modułu relaksacyjnego potwierdza wyniki pomiaru głębokości od czasu. Im większy moduł relaksacyjny tym ciało szybciej powórci do dawnego kształtu co oznacza iż trudniej jest je odkształcić. Moduł relaksacji zależy zarówno od temperatury, jak i czasu obciążania. Polimery w wyższych temperaturach cechują się niższym modułem relaksacji, a więc większą elastycznością. Mniejszą elastycznością a większą twardością cechują się kompozyty polimerowe, które posiadają większą wartość modułu relaksacji.

---