Інформація про виконання інноваційного проекту “Розроблення і впровадження кріогенно-вакуумних технологій обробки неметалевих композиційних матеріалів для підвищення їх фізико-механічних властивостей”

Описані технології кріогенно-вакуумного термоциклування та радіаційного зміцнення полімерних композиційних і плівкових матеріалів для підвищення їхніх електрорезистивнх і механічних характеристик. Описаны технологии криогенно-вакуумного термоциклирования и радиационного упрочнения полимерных компози...

Full description

Saved in:

Bibliographic Details
Published in:	Наука та інновації
Date:	2010
Main Authors:	Похил, Ю.О., Абраімов, В.В., Лотоцька, В.О.
Format:	Article
Language:	Ukrainian
Published:	Видавничий дім "Академперіодика" НАН України 2010
Subjects:	Науково-технічні інноваційні проекти Національної академії наук України
Online Access:	https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/28121
Tags:	Add Tag No Tags, Be the first to tag this record!
Journal Title:	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Cite this:	Інформація про виконання інноваційного проекту “Розроблення і впровадження кріогенно-вакуумних технологій обробки неметалевих композиційних матеріалів для підвищення їх фізико-механічних властивостей” / Ю.О. Похил, В.В. Абраімов, В.О. Лотоцька // Наука та інновації. — 2010. — Т. 6, № 4. — С. 37-40. — укр.

Institution

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

id	nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-28121
record_format	dspace
spelling	Похил, Ю.О. Абраімов, В.В. Лотоцька, В.О. 2011-10-29T09:34:44Z 2011-10-29T09:34:44Z 2010 Інформація про виконання інноваційного проекту “Розроблення і впровадження кріогенно-вакуумних технологій обробки неметалевих композиційних матеріалів для підвищення їх фізико-механічних властивостей” / Ю.О. Похил, В.В. Абраімов, В.О. Лотоцька // Наука та інновації. — 2010. — Т. 6, № 4. — С. 37-40. — укр. 1815-2066 DOI: doi.org/10.15407/scin6.04.037 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/28121 Описані технології кріогенно-вакуумного термоциклування та радіаційного зміцнення полімерних композиційних і плівкових матеріалів для підвищення їхніх електрорезистивнх і механічних характеристик. Описаны технологии криогенно-вакуумного термоциклирования и радиационного упрочнения полимерных композиционных и пленочных материалов для повышения их електрорезистивных и механических характеристик. Technologies of cryogenic-vacuum thermal cycling and radiation hardening of polymeric composite and film materials for increasing of their electrical resistive and mechanical characteristics are described. uk Видавничий дім "Академперіодика" НАН України Наука та інновації Науково-технічні інноваційні проекти Національної академії наук України Інформація про виконання інноваційного проекту “Розроблення і впровадження кріогенно-вакуумних технологій обробки неметалевих композиційних матеріалів для підвищення їх фізико-механічних властивостей” Информация о выполнении инновационного проекта «Разработка и внедрение криогенно-вакуумных технологий обработки неметаллических композиционных материалов для повышения их физико-механических свойств» The information on performance of the innovative project «The development and introduction of cryogenic-vacuum technologies of nonmetal composite materials processing for their physical-mechanical properties increasing» Article published earlier
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection	DSpace DC
title	Інформація про виконання інноваційного проекту “Розроблення і впровадження кріогенно-вакуумних технологій обробки неметалевих композиційних матеріалів для підвищення їх фізико-механічних властивостей”
spellingShingle	Інформація про виконання інноваційного проекту “Розроблення і впровадження кріогенно-вакуумних технологій обробки неметалевих композиційних матеріалів для підвищення їх фізико-механічних властивостей” Похил, Ю.О. Абраімов, В.В. Лотоцька, В.О. Науково-технічні інноваційні проекти Національної академії наук України
title_short	Інформація про виконання інноваційного проекту “Розроблення і впровадження кріогенно-вакуумних технологій обробки неметалевих композиційних матеріалів для підвищення їх фізико-механічних властивостей”
title_full	Інформація про виконання інноваційного проекту “Розроблення і впровадження кріогенно-вакуумних технологій обробки неметалевих композиційних матеріалів для підвищення їх фізико-механічних властивостей”
title_fullStr	Інформація про виконання інноваційного проекту “Розроблення і впровадження кріогенно-вакуумних технологій обробки неметалевих композиційних матеріалів для підвищення їх фізико-механічних властивостей”
title_full_unstemmed	Інформація про виконання інноваційного проекту “Розроблення і впровадження кріогенно-вакуумних технологій обробки неметалевих композиційних матеріалів для підвищення їх фізико-механічних властивостей”
title_sort	інформація про виконання інноваційного проекту “розроблення і впровадження кріогенно-вакуумних технологій обробки неметалевих композиційних матеріалів для підвищення їх фізико-механічних властивостей”
author	Похил, Ю.О. Абраімов, В.В. Лотоцька, В.О.
author_facet	Похил, Ю.О. Абраімов, В.В. Лотоцька, В.О.
topic	Науково-технічні інноваційні проекти Національної академії наук України
topic_facet	Науково-технічні інноваційні проекти Національної академії наук України
publishDate	2010
language	Ukrainian
container_title	Наука та інновації
publisher	Видавничий дім "Академперіодика" НАН України
format	Article
title_alt	Информация о выполнении инновационного проекта «Разработка и внедрение криогенно-вакуумных технологий обработки неметаллических композиционных материалов для повышения их физико-механических свойств» The information on performance of the innovative project «The development and introduction of cryogenic-vacuum technologies of nonmetal composite materials processing for their physical-mechanical properties increasing»
description	Описані технології кріогенно-вакуумного термоциклування та радіаційного зміцнення полімерних композиційних і плівкових матеріалів для підвищення їхніх електрорезистивнх і механічних характеристик. Описаны технологии криогенно-вакуумного термоциклирования и радиационного упрочнения полимерных композиционных и пленочных материалов для повышения их електрорезистивных и механических характеристик. Technologies of cryogenic-vacuum thermal cycling and radiation hardening of polymeric composite and film materials for increasing of their electrical resistive and mechanical characteristics are described.
issn	1815-2066
url	https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/28121
citation_txt	Інформація про виконання інноваційного проекту “Розроблення і впровадження кріогенно-вакуумних технологій обробки неметалевих композиційних матеріалів для підвищення їх фізико-механічних властивостей” / Ю.О. Похил, В.В. Абраімов, В.О. Лотоцька // Наука та інновації. — 2010. — Т. 6, № 4. — С. 37-40. — укр.
work_keys_str_mv	AT pohilûo ínformacíâprovikonannâínnovacíinogoproekturozroblennâívprovadžennâkríogennovakuumnihtehnologíiobrobkinemetalevihkompozicíinihmateríalívdlâpídviŝennâíhfízikomehaníčnihvlastivostei AT abraímovvv ínformacíâprovikonannâínnovacíinogoproekturozroblennâívprovadžennâkríogennovakuumnihtehnologíiobrobkinemetalevihkompozicíinihmateríalívdlâpídviŝennâíhfízikomehaníčnihvlastivostei AT lotocʹkavo ínformacíâprovikonannâínnovacíinogoproekturozroblennâívprovadžennâkríogennovakuumnihtehnologíiobrobkinemetalevihkompozicíinihmateríalívdlâpídviŝennâíhfízikomehaníčnihvlastivostei AT pohilûo informaciâovypolneniiinnovacionnogoproektarazrabotkaivnedreniekriogennovakuumnyhtehnologiiobrabotkinemetalličeskihkompozicionnyhmaterialovdlâpovyšeniâihfizikomehaničeskihsvoistv AT abraímovvv informaciâovypolneniiinnovacionnogoproektarazrabotkaivnedreniekriogennovakuumnyhtehnologiiobrabotkinemetalličeskihkompozicionnyhmaterialovdlâpovyšeniâihfizikomehaničeskihsvoistv AT lotocʹkavo informaciâovypolneniiinnovacionnogoproektarazrabotkaivnedreniekriogennovakuumnyhtehnologiiobrabotkinemetalličeskihkompozicionnyhmaterialovdlâpovyšeniâihfizikomehaničeskihsvoistv AT pohilûo theinformationonperformanceoftheinnovativeprojectthedevelopmentandintroductionofcryogenicvacuumtechnologiesofnonmetalcompositematerialsprocessingfortheirphysicalmechanicalpropertiesincreasing AT abraímovvv theinformationonperformanceoftheinnovativeprojectthedevelopmentandintroductionofcryogenicvacuumtechnologiesofnonmetalcompositematerialsprocessingfortheirphysicalmechanicalpropertiesincreasing AT lotocʹkavo theinformationonperformanceoftheinnovativeprojectthedevelopmentandintroductionofcryogenicvacuumtechnologiesofnonmetalcompositematerialsprocessingfortheirphysicalmechanicalpropertiesincreasing
first_indexed	2025-11-24T16:12:55Z
last_indexed	2025-11-24T16:12:55Z
_version_	1850484426516987904
fulltext	37 Наука та інновації. 2010. Т. 6. № 4. С. 37—40. © Ю.О. ПОХИЛ , В.В. АБРАІМОВ, В.О. ЛОТОЦЬКА, 2010 Ю.О. Похил , В.В. Абраімов, В.О. Лотоцька Фізико-технічний інститут низьких температур ім. Б.І. Вєркіна НАН України, Харків ІНФОРМАЦІЯ ПРО ВИКОНАННЯ ІННОВАЦІЙНОГО ПРОЕКТУ «РОЗРОБЛЕННЯ І ВПРОВАДЖЕННЯ КРІОГЕННО-ВАКУУМНИХ ТЕХНОЛОГІЙ ОБРОБКИ НЕМЕТАЛЕВИХ КОМПОЗИЦІЙНИХ МАТЕРІАЛІВ ДЛЯ ПІДВИЩЕННЯ ЇХ ФІЗИКО-МЕХАНІЧНИХ ВЛАСТИВОСТЕЙ» Описані технології кріогенно-вакуумного термоциклування та радіаційного зміцнення полімерних композиційних і плівкових матеріалів для підвищення їхніх електрорезистивнх і механічних характеристик. К л ю ч о в і с л о в а: кріогенно-вакуумні технології, композиційні полімерні матеріали, термоциклічна обробка, ра- діа ційне зміцнення, питомий електроопір. Сучасне космічне апарато- та приладобуду- вання вимагає збільшення терміну активного існування космічних апаратів (КА) негерме- тичної конструкції, тривалої експлуатації на- укової апаратури в умовах прямого діяння факторів космічного простору, а також опти- мізації масо-габаритних параметрів КА шля- хом широкого застосування полімерних ком- позиційних і плівкових матеріалів. Космічне середовище негативно впливає на службові характеристики конструкційних і фун- кціональних матеріалів КА, спричиняючи їх- ню деградацію і втрату службових характе- ристик. На апарат діють потоки електронів і протонів радіаційних поясів Землі, електрон- но-іонні компоненти магнітосферної та іонос- ферної плазми з енергією часток 0,1—100 МеВ, електромагнітне випромінювання Сонця. В конструкціях зовнішніх поверхонь і внутріш- ніх відсіків КА застосовуються різнорідні діе- лектричні матеріали. Через різні умови опро- мінення і відмінності вторинно-емісійних ха- рактеристик діелектричних матеріалів відбу- вається радіаційна електризація і виникнення значної різниці потенціалів між окремими елементами КА та між КА і оточуючою плаз- мою. Внаслідок цього виникають поверхневі і об’ємні електричні пробиття, які виводять з ладу життєво важливі системи КА. Для запо- бігання таким радіаційно-стимульованим про- биттям необхідні матеріали з високими елек- трорезистивними і діелектричними характе- ристиками та електричною міцністю. Вирі- шення цієї проблеми потребує розроблення засобів підвищення питомих об’ємного і по- верхневого опорів і електричної міцності по- лімерних композиційних матеріалів. Необхідність у підвищенні механічних влас- тивостей полімерних матеріалів обумовлена їхнім широким застосуванням в елементах конструкції космічних апаратів. Ці матеріали в умовах експлуатації перебувають у напруже- 38 Наука та інновації. № 4, 2010 Науково-технічні інноваційні проекти Національної академії наук України ному стані, що наближається до межі їх плин- ності. Загальним недоліком полімерних мате- ріалів є висока чутливість до іонізуючих ви- промінювань. Структурні зміни під впливом опромінювання викликають зміни всього комп- лексу властивостей полімерів, особливо меха- нічних характеристик. Результати попередніх досліджень впливу різних типів та доз іонізу- ючого опромінювання на механічні властивос- ті полімерів вказують на можливість його ви- користання для зміцнення матеріалу. З огляду на актуальність обох проблем в на- шому проекті вирішувались такі задачі на ос- нові результатів попередніх досліджень: розроблення і впровадження кріогенно-ва- куумної термоциклічної обробки неметале- вих композиційних матеріалів космічного призначення для підвищення їх електроре- зистивних властивостей; розроблення і впровадження технології кріо- генно-вакуумного радіаційного зміцнення полімерних матеріалів космічного призна- чення для підвищення їх механічних влас- тивостей. У звіті про виконання проекту наведено ме- тодики кріогенно-вакуумних технологій тер- моциклічної обробки і радіаційного зміцнення неметалевих матеріалів, методики вимірюван- ня електрорезистивних і механічних характе- ристик, оптимізовані технологічні режими, результати випробувань властивостей матері- алів після дії на них розроблених технологій, описи типових технологічних процесів. Проект виконувався спільно з органі заці єю− партнером ДП «КБ “Південне”». Були впро- ваджені розроблені технології, які використо- вуються при розробці елементів електрорадіо- виробів, систем терморегулювання та енерго- забезпечення нових космічних апаратів. В Ук- рпатент подано заявки на винахід «Спосіб поліпшення електрофізичних властивостей полімерних неметалевих композиційних ма- теріалів» та на корисну модель «Спосіб підви- щення механічних властивостей плівкових полімерних матеріалів». Нижче наведено короткий опис результатів дії розроблених технологій на електроре зис- тивні і механічні властивості полімерних ком- позиційних і плівкових матеріалів. КРІОГЕННО-ВАКУУМНА ТЕРМОЦИКЛІЧНА ОБРОБКА НЕМЕТАЛЕВИХ КОМПОЗИЦІЙНИХ МАТЕРІАЛІВ Для неметалевих полімерних композиційних матеріалів визначальними електрорезистивни- ми характеристиками є питомий об’єм ний ρv і поверхневий ρs опори, діелектрична проник- ність ξ та тангенс кута діелектричних втрат tgδ. Технологічний режим обробки матеріалів у камері стенда термовакуумного циклування визначається параметрами: вакуум, амплітуди температури в термоциклі, тривалість циклу, кількість циклів. За результатами проведених досліджень визначена область оптимальних параметрів технологічного режиму, за яких до- сягається максимальне зростання електрично- го опору матеріалів типу гетинакс і текстоліт. В результаті термоциклічної обробки мате- ріалів за оптимальними режимами питомий об’ємний опір ρv гетинаксу збільшився на 3 по- рядки величини (від початкового 1,5 · 109 до 2,9 · 1012 Ом·м), а текстоліту — на 6 порядків (від 1 · 107 до 2 · 1013 Ом·м). Питомий поверхневий опір ρs збільшився від 1,1 · 1012 до 1,0 · 1015 Ом для гетинаксу і з 3,0·1010 до 8,5·1015 Ом для текстолі- ту. Встановлено, що для обох матеріалів вели- чина зростання питомих електроопорів істотно залежить від амплітуди термоциклування. Значення діелектричної проникності ξ гети- наксу майже не чутливе до вакуумного термо- циклування, а для текстоліту спостерігається зменшення ξ майже на 30 %; таким же чином поводить себе тангенс кута діелектричних втрат tgδ матеріалів. Виявлено, що незалежно від типу матеріалу і амплітуди термоциклування кінетичні криві залежності ρv(N) від номера N термоциклу ха- рактеризуються двома стадіями — «швидкого» зростання ρv на початкових циклах і «повіль- ного» підвищення ρv з тенденцією насичення на подальших термоциклах. Такий двохстадій- 39Наука та інновації. № 4, 2010 Науково-технічні інноваційні проекти Національної академії наук України ний характер кінетичних кривих якісно спів- падає з кінетикою процесів газовиділень і втра ти маси матеріалами, що знаходяться у вакуумному середовищі. Ці залежності опису- ються двома експонентами, що відповідають «швидкому» газовиділенню слабко зв’язаних летких компонентів композиту на початковій стадії процесу і «повільному» газовиділенню сильно зв’язаних летких складових на подаль- шій стадії витримки матеріалів у вакуумі. Проведено дослідження стійкості в часі до- сягнутих значень питомого об’ємного опору після термоциклічної обробки. Виявлено, що під час витримки композитів у нормальних лабораторних умовах впродовж 10−20 діб від- бувається релаксація опору до значень, які пе- ревищують початкові лише в десятки разів. Процес релаксації ρv(t) також має дві стадії − швидке на початку і повільне при подальшому зменшенні ρv. Запобігти зменшенню ρv з часом після термоциклування можна шляхом за- хисту поверхні матеріалу лаковим покриттям. Застосування одного з варіантів захисного покриття для гетинаксу забезпечило незначне зменшення ρv впродовж 20 діб. Технологія термоциклічної обробки базує ться на спільній дії двох фізичних чинників — кріо- генного вакууму і циклічної зміни температури в інтервалі — t1°C ÷ + t2°C. Кожен з цих факторів спричиняє термостимульовані зміни структур- ного стану полімерного композиційного матері- алу, що викликає відповідні зміни електрофізич- них характеристик. Цей ефект спільної дії двох факторів не є адитивним порівняно з ефектом дії окремих факторів поодинці, а значно підви- щує його. Таким чином, розроблена технологія використовує синергетичний ефект для значно- го поліпшення службових характеристик діе- лектричних матеріалів, і це є оригінальною від- мітною особливістю цієї технології. КРІОГЕННО-ВАКУУМНЕ РАДІАЦІЙНЕ ЗМІЦНЕННЯ ПЛІВКОВИХ ПОЛІМЕРНИХ МАТЕРІАЛІВ Для полімерних плівкових матеріалів виз- на чальними механічними характеристиками є: модуль пружності Е, умовна межа плинності σп, напруга руйнування σр, максимальне від- носне видовження δ. Для розрахунку цих ха- рактеристик зразок матеріалу на деформацій- ній машині МРК-1 зазнає одноосьового розтя- гування з постійною швидкістю деформування до моменту розриву з одночасним записом кри- вої деформації в координатах на ван та жен ня— час. Отриманий графік перебудовується в де- формаційну криву механічна нап руга–відносне видовження, яка використовується для обчис- лення механічних характеристик. Радіаційне зміцнення здійснювали в кріо ген- но-вакуумній камері комплексного імітатора факторів космосу одночасною дією на полімер- ну плівку суміщених потоків протонів і елек- тронів. Параметри технологічного режиму такі: вакуум, енергії протонів і електронів, щільність потоків частинок, флюенси частинок. Визначе- но область оптимальних параметрів техноло- гічного режиму, за яких досягає ться макси- мальне поліпшення механічних ха рактеристик плівок полііміду ПМ-А (товщина 40 мкм). В результаті радіаційного зміцнення плівок полі- іміду за оптимальним режимом умовна межа плинності підвищились на 55 %, модуль пруж- ності — на 110 %, руйнівна напруга зменшилась приблизно на 10 %, максимальне відносне ви- довження (еластичність) плівки залишилась на достатньому рівні без ознак окрихчування. У технології радіаційного зміцнення вико- ристовується ефект неадитивності сумарного впливу одночасно діючих «м’яких» комбіно- ваних радіаційних навантажень — опроміню- вання суміщеними потоками протонів і елек- тронів з відносно невеликими енергіями (до 200 кеВ) і флюенсами до 1016 см–2, що приво- дить до підсилення процесів закріплення мо ле- кулярної структури плівкових полімерних ма те- ріалів і зменшення деструктивної ролі радіа ції завдяки оптимальному розподілу кристалічної фази за об’ємом і орієнтацією. Внаслідок цьо- го зростають міцнісні властивості ма теріалу з одночасним збереженням достатнього рівня його еластичності. 40 Наука та інновації. № 4, 2010 Науково-технічні інноваційні проекти Національної академії наук України Ю.А. Похил , В.В. Абраимов, В.А. Лотоцкая ИНФОРМАЦИЯ О ВЫПОЛНЕНИИ ИННОВАЦИОННОГО ПРОЕКТА «РАЗРАБОТКА И ВНЕДРЕНИЕ КРИОГЕННО-ВАКУУМНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ ОБРАБОТКИ НЕМЕТАЛЛИЧЕСКИХ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ ИХ ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ» Описаны технологии криогенно-вакуумного термо- циклирования и радиационного упрочнения полимер- ных композиционных и пленочных материалов для по- вышения их електрорезистивных и механических харак- теристик. Ключевые слова: криогенно-вакуумные технологии, композиционные полимерные материалы, термоцикли- ческая обработка, радиационное упрочнение, удельное электросопротивление. Yu.O. Pokhyl , V.V. Abraimov, V.A. Lototskaya THE INFORMATION ON PERFORMANCE OF THE INNOVATIVE PROJECT «THE DEVELOPMENT AND INTRODUCTION OF CRYOGENIC-VACUUM TECHNOLOGIES OF NONMETAL COMPOSITE MATERIALS PROCESSING FOR THEIR PHYSICAL-MECHANICAL PROPERTIES INCREASING» Technologies of cryogenic-vacuum thermal cycling and radiation hardening of polymeric composite and film materi- als for increasing of their electrical resistive and mechanical characteristics are described. Key words: cryogenic-vacuum technologies, composite polymer materials, thermal cyclic treatment, radiation hard- ening, specific resistance. Надійшла до редакції 31.03.10

Institution

Similar Items