zldmЗаводская лаборатория. Диагностика материаловIndustrial laboratory. Diagnostics of materials1028-68612588-0187ООО «Издательство «ТЕСТ-ЗЛ»10.26896/1028-6861-2018-84-8-32-35zldm-787Research ArticleИССЛЕДОВАНИЕ СТРУКТУРЫ И СВОЙСТВ. ФИЗИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И КОНТРОЛЯTESTING OF STRUCTURE AND PARAMETERS. PHYSICAL METHODS OF TESTING AND QUALITY CONTROLИсследование образцов полимерных композиционных материалов с неровной поверхностью методом гидростатического взвешиванияStudy of the samples of polymer composite materials with an uneven surface using hydrostatic weighingДушинМ. И.DushinM. I.

Михаил Иванович Душин

Москва

Mikhail I. Dushin

Moscow

ДонецкийК. И.DonetskiK. I.

Кирилл Игоревич Донецкий

Москва

Kirill I. Donetski

Moscow

doneckijki@viam.ruКараваевР. Ю.KaravaevR. Yu.

Роман Юрьевич Караваев

Москва

Roman Yu. Karavaev

Moscow

ПлатоновА. А.PlatonovA. A.

Александр Алексеевич Платонов

Москва

Alexandr A. Platonov

Moscow

ВИАМРоссияAll-Russian Scientific Research Institute of Aviation Materials (VIAM)Russian Federation2018050920188483235Copyright © Душин М.И., Донецкий К.И., Караваев Р.Ю., Платонов А.А., 20182018Душин М.И., Донецкий К.И., Караваев Р.Ю., Платонов А.А.Dushin M.I., Donetski K.I., Karavaev R.Y., Platonov A.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.zldm.ru/jour/article/view/787

Увеличение габаритов и количества изготавливаемых из полимерных композиционных материалов (ПКМ) элементов конструкций летательных аппаратов потребовало поиска новых энергосберегающих и менее затратных безавтоклавных технологий. Одна из них — вакуумная инфузия. Ее использование неизбежно приводит к образованию поверхности неровной формы, что не позволяет определить истинную толщину стандартными способами, а это в свою очередь влияет на определение физико-механических свойств материала. Представлены результаты измерения плотности углепластиков гидростатическим взвешиванием для вычисления истинной толщины материалов, объемного содержания связующего и пористости. Предложенный метод пригоден также и для ПКМ на основе сгораемых армирующих материалов типа органопластиков, гибридных и других материалов, которые не могут быть подвергнуты выжиганию для определения содержания связующего.

An increase in the size and the number of the elements of the aircraft structures made of polymer composite materials (PCM) required the search for new energy-saving and less expensive non-autoclave technologies. The use of one of them, vacuum infusion, inevitably leads to formation of an uneven surface, thus inhibiting determination of the true thickness by standard methods, and, in turn, affects determination of the physical and mechanical properties of the material. The results of measuring density of carbon plastics by hydrostatic weighing are presented to calculate the true thickness of materials, volume content of binder and porosity. The developed method is also suitable for PCMs based on combustible reinforcing materials like organic plastics, hybrid and other materials that cannot be subjected to burning-off to determine the binder content.

ПКМвакуумная инфузияистинная толщина образцовпористостьплотностьсодержание связующегонаполнительповерхностьpolymer composite materialsvacuum infusiontrue thickness of samplesporositydensitybinder contentfillersurfaceReferencesКаблов Е. Н. Стратегические направления развития материалов и технологий их переработки на период до 2030 года / Авиационные материалы и технологии. 2012. № S. С. 7 – 17.Kablov E. N. Strategic directions of development of materials and technologies for their processing for the period up to 2030 / Aviats. Mater. Tekhnol. 2012. N S. P. 7 – 17 [in Russian].Каблов Е. Н. России нужны материалы нового поколения / Редкие земли. 2014. № 3. С. 8 – 13.Kablov E. N. Russia needs materials of a new generation / Redkie Zemli. 2014. N 3. P. 8 – 13 [in Russian].Каблов Е. Н. Инновационные разработки ФГУП «ВИАМ» ГНЦ РФ по реализации «Стратегических направлений развития материалов и технологий их переработки на период до 2030 года» / Авиационные материалы и технологии. 2015. № 1(34). С. 3 – 33.Kablov E. N. Innovative developments FSUE «VIAM» SSC RF on the implementation of «Strategic directions for the development of materials and technologies for their processing until 2030» / Aviats. Mater. Tekhnol. 2015. N 1(34). P. 3 – 33 [in Russian].Каблов Е. Н. Контроль качества материалов — гарантия безопасности эксплуатации авиационной техники / Авиационные материалы и технологии. 2001. № 1. С. 3 – 8.Kablov E. N. Quality control of materials is a guarantee of safety in the operation of aviation equipment / Aviats. Mater. Tekhnol. 2001. N 1. P. 3 – 8.Каблов Е. Н. Авиационное материаловедение в XXI веке. Перспективы и задачи / Авиационные материалы: избр. тр. ВИАМ 1932 – 2002. — М.: МИСИС-ВИАМ, 2002. С. 23 – 47.Kablov E. N. Aviation materials science in the XXI century. Prospects and tasks / Aviation materials: collected works of VIAM 1932 – 2002. — Moscow: MISIS-VIAM, 2002. P. 23 – 47 [in Russian].Донецкий К. И., Раскутин А. Е., Хилов П. А., Лукьяненко Ю. В., Белинис П. Г., Коротыгин А. А. Объемные текстильные преформы, используемые при изготовлении полимерных композиционных материалов (обзор) / Труды ВИАМ. 2015. № 9. Ст. 10. On-line: http://www.viam-works.ru.Doneckij K. I., Raskutin A. E., Hilov P. A., Luk’yanenko Yu. V., Belinis P. G., Korotygin A. A. Volumetric textile preforms used in the manufacture of polymer composite materials (review) / Trudy VIAM. 2015. N 9. St. 10. On-line: http://www.viam-works.ru [in Russian].Rudd C. D., Long A. C., Kendall K. N. and Mangin C. G. E. Liguid Moulding Technologies. — Woodhead Publishing and SAE International, 1997.Rudd C. D., Long A. C., Kendall K. N. and Mangin C. G. E. Liguid Moulding Technologies. — Woodhead Publishing and SAE International, 1997.Душин М. И., Чурсова Л. В., Хрульков А. В., Коган Д. И. Особенности изготовления полимерных композиционных материалов методом вакуумной инфузии / Вопросы материаловедения. 2013. № 3. С. 33 – 40.Dushin M. I., Chursova L. V., Hrul’kov A. V., Kogan D. I. Features of manufacturing polymeric composite materials by the method of vacuum infusion / Vopr. Materialoved. 2013. N 3. P. 33 – 40 [in Russian].Платонов А. А., Коган Д. И., Душин М. И. Изготовление трехмерноразмерных ПКМ методом пропитки пленочным связующим / Пластические массы. 2013. № 6. С. 56 – 61.Platonov A. A., Kogan D. I., Dushin M. I. Production of three-dimensional PCM by the method of impregnation with a film binder / Plast. Massy. 2013. N 6. P. 56 – 61 [in Russian].Душин М. И., Хрульков А. В., Мухаметов Р. Р., Чурсова Л. В. Особенности изготовления изделий из ПКМ методом пропитки под давлением / Авиационные материалы и технологии. 2012. № 1. С. 18 – 27.Dushin M. I., Hrul’kov A. V., Muhametov R. R., Chursova L. V. Peculiarities of manufacturing products from PCM by the method of impregnation under pressure / Aviats. Mater. Tekhnol. 2012. N 1. P. 18 – 27 [in Russian].Душин М. И., Мухаметов Р. Р., Платонов А. А., Меркулова Ю. И. Исследование фильтрационных характеристик армирующих наполнителей и связующих при разработке технологии безавтоклавного формования полимерных композиционных материалов / Авиационные материалы и технологии. 2013. № 2. С. 22 – 25.Dushin M. I., Muhametov R. R., Platonov A. A., Merkulova Yu. I. Investigation of filtration characteristics of reinforcing fillers and binders in the development of technology of non-autoclave molding of polymeric composite materials / Aviats. Mater. Tekhnol. 2013. N 2. P. 22 – 25 [in Russian].Душин М. И., Хрульков А. В., Караваев Р. Ю. Пути снижения пористости при изготовлении изделий из ПКМ безавтоклавными методами / Вопросы материаловедения. 2015. № 2. С. 86 – 96.Dushin M. I., Hrul’kov A. V., Karavaev R. Yu. Ways to reduce porosity in the manufacture of products from PCM by non-autoclave methods / Vopr. Materialoved. 2015. N 2. P. 86 – 96 [in Russian].Душин М. И., Донецкий К. И., Караваев Р. Ю. Установление причин образования пористости при изготовлении ПКМ / Труды ВИАМ. 2016. № 6(42). Ст. 08. On-line: http://www.viam-works.ru.Dushin M. I., Doneckij K. I., Karavaev R. Yu. Determination of the reasons for the formation of porosity in the manufacture of PCM / Trudy VIAM. 2016. N 6(42). St. 08. On-line: http://www.viam-works.ru [in Russian].Донецкий К. И., Караваев Р. Ю., Цыбин А. И., Вешкин Е. А., Михалдыкин Е. С. Конструкционный стеклопластик для изготовления элементов шпунтовых ограждений / Авиационные материалы и технологии. 2017. № 3. С. 56 – 64.Doneckij K. I., Karavaev R. Yu., Cybin A. I., Veshkin E. A., Mihaldykin E. S. Structural fiberglass for manufacturing sheet piling elements / Aviats. Mater. Tekhnol. 2017. N 3. P. 56 – 64 [in Russian].Мухаметов Р. Р., Ахмадиева К. Р., Ким М. А., Бабин А. Н. Расплавные связующие для перспективных методов изготовления ПКМ нового поколения / Авиационные материалы и технологии. 2012. № S. С. 260 – 265.Muhametov R. R., Ahmadieva K. R., Kim M. A., Babin A. N. Melt Binders for Advanced Manufacturing Methods for New Generation PCM / Aviats. Mater. Tekhnol. 2012. N S. P. 260 – 265 [in Russian].Душин М. И., Платонов А. А., Караваев Р. Ю., Меркулова Ю. И. Параметры, определяющие режимы пропитки армирующих наполнителей ПКМ связующими / Вопросы материаловедения. 2015. № 3. С. 150 – 159.Dushin M. I., Platonov A. A., Karavaev R. Yu., Merkulova Yu. I. Parameters determining the modes of impregnation of reinforcing fillers with PCM binding agents / Vopr. Materialoved. 2015. N 3. P. 150 – 159 [in Russian].ГОСТ 15139–69. Пластмассы. Методы определения плотности (объемной массы). — М.: Изд-во стандартов, 1988. — 18 с.GOST 15139–69. Plastics. Methods for determining the density (bulk mass). — Moscow: Izdatel’stvo standartov, 1988. — 18 p. [in Russian].ГОСТ 28006–88. Лента углеродная конструкционная. Технические условия. — М.: Изд-во стандартов, 1989. — 15 с.GOST 28006–88. Tape carbon structural. Technical conditions. — Moscow: Izdatel’stvo standartov, 1989. — 15 p. [in Russian].

The authors declare that there are no conflicts of interest present.