Laboratorium Nowoczesnych Materiałów Konstrukcyjnych
Temat: Wpływ rodzaju i ilości komponentu na własności wytrzymałościowe polimerowych kompozytów hybrydowych
Wydział: Mechaniczny	Prowadzący:
		Ocena:

1. Cel ćwiczenia

Celem ćwiczenia jest zapoznanie się z własnościami polimerowych kompozytów hybrydowych oraz zbadanie ich wytrzymałości w zależności od rodzaju i ilości komponentów komponentów nich umieszczonych.

2. Wstęp teoretyczny

Statyczna próba rozciągania (PN/H-44310) jest podstawową próbą wytrzymałościową. Próbki płaskie lub okrągłe do rozciągania z reguły wykonuje się tak, by stosunek ich długości pomiarowej do średnicy wynosił 5 lub 10. Po osiowym zamocowaniu w uchwytach maszyny wytrzymałościowej poddaje się je rozciąganiu aż do zerwania przy stałej prędkości przyrostu długości próbki. W trakcie próby dokonuje się rejestracji siły rozciągającej w funkcji wydłużenia. Uzyskany w czasie próby wykres obciążenie-wydłużenie lub sporządzony na jego podstawie wykres naprężenie-wydłużenie względne umożliwia określenie szeregu wskaźników wytrzymałościowych i plastycznych

3. Wyposażenie stanowiska

• Maszyna wytrzymałościowa

• Komputer z oprogramowaniem rejestrujący parametry przy badaniu rozciągania

• Waga laboratoryjna

• Próbki o różnych składach fazowych do przeprowadzania próby rozciągania

• Miernicze przyrządy pomiarowe (mikrometr, suwmiarka)

4. Przebieg ćwiczenia

Próbki:

• 1) Żywica epoksydowa EPIDIAN 112 (E112+Saduramid) utwardzacz poliamidowy, napełniacz: 4 warstwy tkaniny szklanej o gramaturze 1008g/m³

2Al₂O₃+8SiC

na 10 części żywicy przypada 10 części utwardzacza

na 10 części żywicy przypada 9 części utwardzacza

• 2) Żywica fenolowo-formaldechydowa M+N - modafen+nowolak w stosunku 1:1 (osnowa), napełniacz: 8 warstw tkaniny szklanej o gramaturze 134g/m³

SiC+Al₂O₃+W+WCTiC

1:1:1:1

• 3) Żywica fenolowo-formaldechydowa z kompozytem proszkowym w osnowie polimerowej

8Cu+2Al+50%(M+N)

Rys1 Rysunek próbki

Nr. próbki	Waga	Szerokość	Grubość	Szer. Części chwytowej	Dł. Części chwytowej	dłgość	E- moduł sprężystości wzdłużnej [MPa]
1	100,3	2,4	7,2	35	70	286	172,2
2	150,1						10,7				381,1
3	107,8						10,5				290,2

Tab1. Wymiary próbek

	Próbka 1	Próbka 2	Próbka 3
		[g]	[g]	[g]
Epidiam112	24 - 21.0%
Saduramit	21 - 18.9%
Modofen		18,5 - 20.7%	17 -15.0%
Nowolak		18,5 -20.7%	17 -15.0%
Al2O3	9 - 8.0%		47 -42%
SiC	36 -31.8%
Al		22 - 24.8%
Cu		15 - 16.6%
C			32 - 28.0%
Tkanina szklana	23 - 20.3%	15 - 17.2%

Tab2. Procentowy udział masowy i wagowy poszczególnych składników

Obliczam moduł sprężystości E przy rozciąganiu:

F₁ - 3% wartości obciążenia niszczącego

F₂ - 10% wartości obciążenia niszczącego

ε₁ - odkształcenie względne przy obciążeniu F₁

ε₂ - odkształcenie względne przy obciążeniu F₂

A₀ - pole poprzecznego przekroju

Dla próbki nr1:

masa próbki - 100,3g

masa tkaniny szklanej - 24,5g

masa żywicy z utwardzaczem - 38g

masa tlenku aluminium - 7,6g

masa węglika krzemu - 30,4g

Dla próbki nr2:

masa próbki - 150,1

masa tkaniny szklanej - 26,07g

masa żywicy z utwardzaczem - 72g

masa napełniaczy proszkowych - 72g

Dla próbki nr3:

masa próbki - 107,8g

50% Modafenu i Nowolaku

10% Al

40% Cu

5. Wnioski

• Najmniejszą wytrzymałością na rozciąganie wykazała się próbka nr 1 w której zastosowano tkanine szklaną.. Przy próbie wytrzymałościowej widoczne są rozwarstwienia - zerwanie włókien.

• Próbka nr 2, wzmocniona napełniaczami proszkowymi metalicznymi (miedzię i aluminium) wykazała największą wytrzymałość, co może oznaczać że tego typu napełniacze znacznie zwiększają parametry wytrzymałości mechanicznej. Zerwanie nastąpiło w części chwytowej widoczne pęcherze powietrzne które zmniejszyły poprzeczny próbki.

• Próbka nr 3, w której podczas badania wytrzymałościowego zerwanie uległo również w częsci chwytowej.

• Modofen - pełni funkcje zwilżacza włókien jest osnową, natomiast nowolak jest to żywica sypka która pełni funkcje lepiszcza i utwardzacza.

---