Search academic texts

Information × Registration Number 0825U002969, PhD dissertation Status Доктор філософії Date 20-08-2025 popup.evolution o Title Development of additive manufacturing technology for polymer composites with adjustable thermal conductivity. Author Denys Pushkarov, popup.head Bohdan M. Savchenko popup.opponent Nataliia Bereznenko popup.opponent Oleksandr Sokolskii popup.opponent Volodymyr Levytskyi popup.review Viktoriia P. Plavan Description Дисертаційна робота присвячена вирішенню важливого науково-практичного завдання зі створення полімерних композитів з регульованою теплопровідністю для застосування в технологіях адитивного виробництва. Актуальність роботи обумовлена необхідністю в розробці низки нових композиційних матеріалів з регульованою теплопровідністю, що володіють цільовими механічними та функціональними характеристиками та є придатними для використання в адитивному виробництві. Метою роботи є розробка технології адитивного виробництва полімерних композитів з регульованою теплопровідністю. Об’єктом дослідження є явище теплопровідності в полімерних композиційних матеріалах. Предметом дослідження є технології адитивного виробництва полімерних композитів з регульованою теплопровідністю. Отримані в процесі дослідження наукові результати в сукупності дозволили розв’язати важливе науково-прикладне завдання зі створення полімерних композитів з регульованою теплопровідністю для застосування в технологіях адитивного виробництва. Основні положення, що визначають наукову новизну дисертаційної роботи полягають у наступному: 1. Виявлено синергетичний ефект при введенні різних типів наповнювачів. Поєднання 50 % міді, 20 % графіту та 10–20 % двоокису титану, ймовірно, формує тривимірну теплопровідну мережу, що підвищує теплопровідність композиту до 1,93 Вт/(м·К) – на 55 % вище, ніж у найефективніших мононаповнених систем, – що раніше не фіксувалося для PLA-матриць. 2. Доведено анізотропний характер теплопереносу, зумовлений орієнтацією шарів при адитивному виробництві полімерних композитів. Перехід від орієнтації 90° до 0° відносно напрямку теплового потоку збільшує теплопровідність з 1,03 до 1,25 Вт/(м·К) для композитів на основі PLA з алюмінієм, що ймовірно пов’язано з орієнтацією часток наповнювача вздовж напрямку екструзії струменя полімеру завдяки безперервності шарів, у той час як теплоємність і механічні характеристики залишаються незмінними у межах статистичної похибки. 3. Встановлено механізм впливу висоти шару на теплопровідність композитів. Зростання товщини шару з 0,1 до 0,6 мм зменшує кількість міжшарових інтерфейсів, що підвищує теплопровідність на 21-34 % та знижує анізотропію на 19-28 % без помітної втрати геометричної точності виробів. 4. Встановлено, що застосування програмного заповнення під час виготовлення виробу дозволяє регулювати теплопровідність структури, а застосування хімічного спінювання у поєднанні з програмним заповненням забезпечує рівень теплопровідності, типовий для ізоляційних матеріалів. Показано, що при зниженні густини до 0,15 г/см³ питома теплоємність зростає до 3,35 Дж/(г·К) (збільшення на 64 %), тоді як теплопровідність зберігається нижче 0,07 Вт/(м·К), що вперше дозволяє прогнозувати теплофізичні параметри комірчастих структур за єдиним набором технологічних змінних. Registration Date 2025-07-16 popup.nrat_date 2025-07-16 Close