Search academic texts

Registration Number

0520U101490, Doctoral dissertation

Title

Structural self-organization of polymer materials of different architecture induced by severe plastic deformation

Author

Vozniak Iurii , Кандидат фізико-математичних наук

popup.head Biloshenko Viktor O.
popup.advisor Biloshenko Viktor O.
popup.opponent Shut Mykola I.
popup.opponent Kovalchuk Oleksandr
popup.opponent Mamunya Yevhen

Status

Доктор фізико-математичних наук, 01.04.19, Фізика полімерів

Date

13-10-2020

Description

Об'єкт дослідження: Ефекти та фізичні явища, що обумовлюють структурну модифікацію полімерних матеріалів в умовах інтенсивної пластичної деформації. Мета дослідження: встановлення закономірностей формування та еволюції структур на різних рівнях їхньої організації (нано-, мікро та макромасштаб) в полімерах різної будови (аморфних і аморфно-кристалічних) та композитах різної архітектури в результаті дії інтенсивної пластичної деформації, що реалізується в умовах деформації простого зсуву і високого тиску, виявлення характеру залежності властивостей цих матеріалів від структурного стану. Методи дослідження та апаратура: сканувальна і трансмісійна електронна мікроскопія, інфрачервона та раманівська спектроскопії, рентгеноструктурний аналіз, диференційна сканувальна калориметрія, динамічний механічний аналіз, механічні та трибологічні випробування, дюрометрія, вимірювання електричного опору, густини і водопоглинення. Теоретичні і практичні результати: визначено зміни ступеня однорідності і фрагментації елементів надмолекулярної структури, характеру орієнтаційного порядку і розподілу орієнтованих фібрил за переважними напрямками орієнтації, об'ємної частки і ступеня досконалості кристалітів при варіюванні схеми та параметрів інтенсивної пластичної деформації (інтенсивності деформації, величини накопиченої пластичної деформації, температури та швидкості деформації, способу акумуляції пластичної деформації). Встановлено закономірності впливу будови, молекулярної маси та морфології вихідних полімерів, наявності, типу та морфології нано- та мікронаповнювачів на перебіг структурних та фазових перетворень, що відбуваються в полімерних матеріалах під впливом інтенсивної пластичної деформації. Визначено комплекс фізичних і функціональних властивостей аморфно-кристалічних, аморфних полімерів та композитів, сформованих в умовах інтенсивної пластичної деформації. Створені багатофункціональні матеріали, що характеризуються унікальним поєднанням багаторазово підвищених значень твердості, міцності (за низької анізотропії останніх) та зносостійкості при збереженні пластичності на рівні вихідних зразків. Порівняно з останніми, збільшуються густина, температура плавлення/склування, досягається одночасне та незалежне від напрямку навантаження підвищення пружних, міцнісних, ударних та пластичних характеристик. В об'ємних зразках аморфно-кристалічних полімерів та композитів на їх основі, реалізовано біаксіальний “інварний” ефект, коли в широкому інтервалі температур спостерігаються значення коефіцієнта лінійного термічного розширення як в поперечному, так і в подовжньому перерізах, співставні із значеннями коефіцієнта лінійного термічного розширення інварних сплавів. У випадку дисперсних електропровідних нанонаповнювачів (вуглецеві нанопластини, нанотрубки) показано можливість поліпшення електропровідності композитів без появи її анізотропії. Виявлено можливість формування спеціальних структур, таких як градієнтні або гібридні, під дією інтенсивної пластичної деформації. Новизна: вперше вирішена важлива наукова проблема щодо виявлення можливостей, загальних закономірностей та особливостей методів інтенсивної пластичної деформації при активації та керуванні процесами самоорганізації, які відбуваються на різних рівнях (нано-, мікро- та макромасштаб) структурної організації полімерних матеріалів різної будови та архітектури. Сфера (галузь) використання: мікровиробництво, загальне, середнє та точне машинобудування.