Поверхности структура

Электронно-микроскопическим методом при большом увеличении изучались реплики, снятые с поверхности стекловолокон, обработанных силановым аппретом. Было установлено, что оптимальными свойствами обладают однонаправленные композиты, которые армированы стекловолокнами, обработанными 0,1 — 0,25%-ным раствором силановых аппретов, в то время как для образования мономолекулярного слоя требуется всего лишь 0,02 — 0,04% силана. На электронной микрофотографии стекловолокна, обработанного 0, 1%-ным водным раствором силана, можно видеть большое количество гидролизованного силана в матрице между волокнами (рис. 2). Промывание стекловолокон горячей водой приводит к разрушению большей части еилановых мостиков, не ухудшая свойств композитов, армированных таким стекловолокном. Отсюда следует, что для прочной связи волокна с полимером достаточно наличия на стеклянной поверхности мономолекулярного слоя аппрета. На практике обычно используются сила-ны более высокой концентрации с учетом неоднородного осаждения их на пряди (пучке) волокон. Видимые «островки» аппрета, осевшего на поверхности стекловолокна, незначительны, что подтверждается результатами электронно-микроскопического исследования реплик. Даже при самом большом увеличении на стекловолокне нельзя обнаружить монослоя аппрета. В работе [47] было показано, что осаждение равномерно деформируемого пластичного слоя силиконового полимера на поверхности раздела зависит от природы силанов.

При -сравнении ненасыщенных триметоксисиланов, используемых в качестве аппретов для полиэфирных смол, и силана было установлено, что эффективность силана как аппретирующей добавки зависит от реакционной способности его функциональных групп при сополимеризации со смолой, содержащей стирол {40]. Таким образом, силан, содержащий эфирную метакрилатную группу, является очень эффективной аппретирующей добавкой, а силан, содержащий изомерную эфирную кротонатную группу, не пригоден для этой цели. При сополимеризации в объеме метакри-латный функциональный силан имел нормальную метакрилатную активность [10]. С помощью спектроскопии комбинационного рассеяния не удалось обнаружить метакрилатсодержащий силан на поверхности стекловолокна, однако, несомненно, что он должен быть более реакционноспасобным, чем винилсилан '[23].

Стерман <и Брэдли [11] впервые исследовали физико-химиче-»ские характеристики пленки аппрета, адсорбируемой на поверхности стекловолокна. С помощью электронного микроокопа на репликах, изготовленных по методу Брэдли [2], они изучали степень :адгезионного взаимодействия и состояние пленок различных сила-новых аппретов, нанесенных на волокна Е-стекла. (При этом установлено, что полученный на поверхности волокна слой аппрета ^«толстый» (по сравнению с размерами молекул), неоднородный и -склонен « образованию агломератов в пространстве между волокнами. После экстрагирования аппретированных волокон в агапара-те Сокслета в течение 4 ч около 80% нанесенного аппрета удаляется, а оставшаяся часть присутствует в виде «островков».

и протекание реакции /первого порядка, соответствующей механизму десорбции участков полимерных цепей аппрета вследствие разрушения стеклянного субстрата. Однако реакция первого порядка может быть связана также с десорбцией сегментов молекул аппрета из-за разрыва его связей со стекловолокном или нарушением связей между молекулами аппрета в непосредственной близости к поверхности стекловолокна.

На основании данных определения первоначального количества аппрета на поверхности стекловолокна авторами установлено, что порядок реакции не зависит от .интенсивности взаимодействия на поверхности раздела. На рис. 6 в полулогарифмических координатах -показано изменение содержания аппрета на поверхности волокна в процессе его выдержки в .кипящей воде. Для реакции первого порядка эта зависимость должна выражаться прямой линией. Фактическая же форма кривой указывает на возможность некоторого гидролиза молекул аппрета наряду с повышением его сопротивления десорбции по мере экстрагирования. Это не противоречит экспериментальным данным Шрейдера и др. [9], согласно которым адсорбированный слой аппрета обладает неодинаковой стойкостью к гидролитической десорбции.

—образование мостиков из поперечных связей вблизи поверхности стекловолокна;

— удаление воды с поверхности стекловолокна;

— защитную роль силана по отношению к поверхности стекловолокна; «залечивание» микротрещин, предотвращение появления дефектов, ингибирование коррозии, предохранение от воздействия воды.

Вероятно, в каждом конкретном случае два или более из предполагаемых механизмов способствуют повышению адгезии сила-новых аппретов к поверхности стекловолокна.

2) При предварительном перемешивании полиэфирной смолы и катализатора добавлялся силан в количестве, необходимом для образования одного мономолекулярного слоя на поверхности стекловолокна и глины.

римости б. Свойства стеклопластиков, как это показано на рис. 5, не зависели от параметров растворимости силановых аппретов. При обработке поверхности стекловолокна силанами, содержащими нереакционноспособные группы (этил, хлорпропил, дихлорфе-нил, цианпропил или оксипропил), получены худшие результаты, чем для неаппретированного волокна. В случае реакционноопособ-ных силанов обнаружена корреляция между свойствами полиэфирных стеклопластиков и способностью силанов к полимеризации с участием свободных радикалов. Силаны, содержащие метациловую и кротоновую эфирные группы, имеют близкие параметры б (~9), но активность их различна. Метакрилатсилан известен как один из лучших аппретов для полиэфирных стеклопластиков, в то время как из ненасыщенных силановых аппретов кротонатсилан в этих композитах наименее эффективен. Таким образом, в реакции сопо-лимеризации значительно большую роль играет активность силана, чем его полярность или смачивание поверхности аппретированного стекла. Поскольку аппрет обычно наносят на стекло в избытке , (более одного мономолекулярного слоя), излишнее количество гидролизованного силана может диффундировать в прилегающий слой смолы и вызвать увеличение степени ее отверждения в межфазной области. Такое уплотнение структуры смолы особенно

К внутренним факторам электрохимической коррозии металлов относятся факторы, связанные с самим металлом: термодинамическая устойчивость, состояние поверхности, структура, напряжения и т. д. Вопросы термодинамической устойчивости металлов были рассмотрены нами в гл. II и III.

Пластическая деформация при температуре ниже температуры рекристаллизации приводит к наклепу поверхностного слоя -его упрочнению, при котором кристаллы сильно деформируются и поворачиваются осями наибольшей прочности вдоль направления деформации, т.е. в направлении скольжения. В то же время у самой поверхности структура несколько ослаблена, микротвердость у поверхности также снижается, увеличиваясь по мере удаления от поверхности и достигая максимума на некоторой глубине. На рис. 4.4 приведены экспериментальные данные по изменению микротвердости, полученные при испытании алюминиевого сплава В95 в паре с композиционным материалом на основе политетрафторэтилена.

18.2.2. Структура поверхности

Структура поверхности материала, качество внешних поверхностей изделия также имеют весьма важное значение и являются широко используемыми выразительными. элементами, как это иллюстрируется рис. 152 и 153. Структура поверхности изделия или его части в значительной степени зависит от способа обработки, т. е. от того, как обработана поверхность:

Микроструктура. Отливки из обезуглеро-женного ковкого чугуна имеют излом блестяще-белого или матово-серого цвета в отличие от черного в граф.1тизирозанном феррит-ном ковком чугуне. Микроструктура обез-углероженного ковкого чугуна весьма резко изменяется от периферии к центру отливок, в особенности при большой толщине их. Структура обезуглероженного чугуна пер-литно-ферритная, а при более высоком содержании связанного углерода может быть чисто перлитной. В качественных отливках из обезуглероженного ковкого чугуна перлит должен быть мелкослойным. При недостаточно полной декарбюризации образуется в сердцевине отливок перлитно-цементитная структура. При значительном количестве свободного цементита металл весьма твёрд и хрупок. Чем ближе к поверхности, тем количество углерода меньше, и в структуре получается преобладание феррита. У наружной поверхности структура обычно чисто -ферритная.

Обозначение шероховатости поверхности. Структура обозначения шероховатости поверхности по ГОСТ 2.309—73 приведена на рис. 14. При наличии в обозначении только значения параметра (параметров) применяют знак без полки. Типы знаков показаны на рис. 15. Значения параметров

Рис. 14. структура обозначения шеро- шероховатости в обозначении ховатости поверхности на чертежах шероховатости указывают ПО

Структура и геометрия поверхности деталей определяются природой металла, технологией изготовления и режимами обработки. Степень взаимосвязи этих факторов и их влияние на формирование свойств машиностроительных деталей в настоящее время изучены недостаточно. Сравнительное исследование состояния поверхностей (поверхностного слоя) деталей, полученных различными методами, позволяет оценить их эффективность в формировании качественной поверхности.

Механически обработанные поверхности подвержены сильному влиянию окисления и адсорбции воды и газов, изменения температуры и других факторов. Достаточно полно свойства поверхности характеризуются следующими показателями: поверхностной проводимостью, скоростью поверхностной рекомбинации атомов, твердостью, плотностью, кислотностью. При получении литой поверхности структура формируется под влиянием формовочных покрытий, состав и свойства которых специально подбираются для обеспечения заданных свойств поверхности. Если в состав формовочных покрытий включить хром, титан, цирконий, медь, то на поверхности отливки образуется плотный пассивированный слой, а при добавке цинка — активированный слой металла.

Рис. 2. Структура обозначения шероховатости поверхности

Структура обозначения шероховатости поверхности приведена на рис 2. При наличии в обозначении шероховатости только значения параметра (параметров) применяют знак без полки.