Комплексное исследование вязкоупругопластических свойств нанокомпозитов с повышенной износостойкостью на основе Фторопласта-4. Часть 2

Описаны технологии изготовления композитов с повышенной износостойкостью на основе фторопласта-4 (ПТФЭ), полученных введением в качестве наполнителей механоактивированных слоистых силикатов (каолинит, серпентин, бентонит) и шпинели магния, основные результаты по исследованию износостойкости, структуры и химического состава поверхности трения методами электронной микроскопии и ИК-спектроскопии, и данные механических испытаний: семейства кривых растяжения с разными скоростями до разрушения, кривых нагружения и разгрузки с разными скоростями и кривых ползучести и восстановления для разных уровней напряжения, полученные в испытаниях ПТФЭ и шести композитов, дисперсно-наполненных серпентином и шпинелью магния с массовой долей от 1 до 5%. Проведен первичный анализ выраженности наследственных свойств материалов, в частности скоростной чувствительности, способности к течению при постоянном напряжении, ползучести и восстановлению после разгрузки, и влияния на них состава, состояния и доли наполнителей. Определены базовые характеристики материалов: мгновенный модуль, предел текучести, напряжение и деформация при разрыве в зависимости от скорости нагружения. После механических испытаний на сканирующем электронном микроскопе исследованы изменения микроструктуры ПТФЭ и композитов с разным содержанием наполнителей в зонах разрушения образцов (по сравнению с исходной структурой). При анализе накопленного объема данных испытаний обнаружены высокая деформативность материалов, выраженные наследственные свойства, способность материалов ползти (течь) при постоянной нагрузке и накапливать необратимую (пластическую) деформацию, очень высокая скоростная чувствительность, сильное влияние малых долей наполнителей на структуру и механические свойства. Хотя износостойкость полученных композитов значительно выше, чем ПТФЭ (в 2000 раз), их кривые деформирования качественно мало отличаются от кривых ПТФЭ: на всех кривых есть длинная площадка текучести и стадия упрочнения после нее, напряжения растут с ростом скорости растяжения, причем предел прочности гораздо слабее зависит от скорости, чем предел текучести и деформация при разрушении. В испытаниях на нагрузку-разгрузку обнаружен интересный физический эффект: на кривых разгрузки при достаточно больших максимальных напряжениях продолжается заметный рост деформации и на начальном этапе разгрузки, максимум деформации запаздывает по сравнению с пиком нагружения. Этот «инерционный» эффект свидетельствует о сильно выраженной памяти истории нагружения и наблюдается как у чистого ПТФЭ, так и у всех испытанных композитов.