Введение к работе
Актуальность темы. Прогресс Зольшинствз областей техники обусловлен в значительной степени внедрением новых конструкционных материалов, среди которой особое место занимают полимерные клеи, широко используете в клеевьк соединениях разліпньїх металлических конструкт їй. Клеящие материалы на оснэве синтетических полимеров находят применение в индустрии строительных материалов, автомобилестроении, электротехнической промышленности . и авиакосмической технике.
Успешное применение синтетических клеез объяс іяется рядом существенных прею'уществ, которые клеевые соединения обеспечивают по сравнению со сварными, паяными, заклепочными и "олт -выми соединениями.
Использование клеев в металлических констоуглдитх . озво.іяет надежно соединять разнородные мет; алы разной с шины, упрощая и удешевляя процесс .соединения. Клеевые соединения имеют преш.тце-ства по сравнении с традиционными при зісплузтации в режиме вибрационных нагрузок, при работе на срез, они атмосферостойки и хорогга противостоят коррозии и гниению. Особенно перспе; тивнь клеевые соединения в конструкциях летательных аппаратов,поскольку их применение значитэльио снижает массу изделий.
Во многих случат-.: соедыен я на клеях в процессе эксплуатации работают в условиях повышенных тепловых нагрузок, при которых создание нормальных гзбочих условий для конструкций требуеч' осуществления интенсивного теплоотве^а из рабочей -зочы. Однгко наличие клеевой прослойки между поверхностями склеенных деталей, облагающей меньшей по сравнению с металлам- іешіспроводнсстьр, согдает дополнител ное термическое сопротивление на пути 7 елового потока Наличие этого сопротивления на пути теплового отека приводит к температурному скажу на гран.іце кежду склеиваемыми ЛСЕерХНОСТЯМИ И Соответственно К^ ДОПОЛНИТеЛЬНОМу ПОВЫШ H1JQ
температуры рабочей зоны объекта .
Решение проблемы сводится к повышению приведенной теплопроводности клеевой, прослойки. Иг'вестный Не і сегодняшний день слоооб наполнения клеевой композиции выебкотеплопроведиыми металлически;,-и порошками имеет -іолии ряд недостатков. Ео-трг.ых, даже при макспмалі.кс-і.. наполнеї in теплопроводность композиции .іе превышает
0,8 Вт/м К, и,во-вторых, в этом случае резке . адает прочность и гластичность соединений.
В этой свяэи практик ский интерес пре; .ставляет разработка способов искусственного формирования по толщине клеевой прослойки те&гопрово^ящих структур из частиц металлического наполнителя при значителььо меньших кснгентрациях последнего.
Решение данной проблемы осуществлялось автором г рамках вы- . полк гния работ по. теме "Исследование теплофиэ..ческих свойств юнкослоЪшх материалов и покрытий, термических сопротивлений клеевых соединений" координационного пл-ла НИР по коыплеконои ' проблеме "Теплофизика и теплоэнергетика" АН СССГ ( шифр 1.9.1.1.6 п.11) и ю теме "Полимеры" по ли. ии Г хзкомитета . па высшему образованию "I. .
Объектами исследования являлись полимерное связ^тощее на эпоксидной основе с наполнителем ферромагнитной п^ироуы в форме клеевых прослок и пленок обработанных в магнитном поле в процессе отверждения. .
Мі г цы исследования содержали патентный поиск, аспекты фізи-К0-ХИМШ1 и механики полимер эв, оптимизацию их состфров, эксперименты по изучению теплофиэических и механических характеристик, обработку о.;ытных дзнных о помошьк математической ст; гиотики.
Цель -абчты закаочадао', в разработке и исследовании модели ізплопров-здности надежных клеевых соединений, обработанных в мэпнитном поле.
Для достижения намеченной цели бь ;и поставлены следующие эа-ачи:
разработать методические основы говышения теплопроводности клеевых прослоек путем обрабоим их э магнитном'поле}
щлвигъ основные факторы.г взывающие влияние на хешюгэовод-).оыъ магнкхообработанных клевых прослоек,пленок} '..'"' 'Ві-оаві :и теоретические л экспериментальные исследования про-, цесса форми-ования проводящих струяур в клеевых прослойках и , пле .ках .v:'--- .,
оцени** теплопроводность полимерных пленок и клеевых ооедине-нкЛ,шэлучон »ых- методом магнитной ориентации}
оц'Л сть механическую характеристики клеевых соединений, под- . вергнуті* магнитной сора/Сотке.' V
ІІ^ЗЇШ^ОШШ и^ЗО-'Ш.. Го результатам проведен? iro качеот-
венного анализа механизма передачи тепла в пол; мерных материала; предложен принципиально ноіьі;і метод повышенгя теплопроводности клеевых прослоек соединений.
Установлены оптимальные границы воздействия технологических факторов на процесс создания теплопроводных клеевых прослоек и пленок.
Получена колич >ственная зависимость теплопр ;водности магни-тообработанных прослоек от напряженности магнитно/о поія и концентрации наполнителя.
На защиту выносятся следующие положения и результаты:
модель теплопроводности клеевых соединений в у уювиях магнитного поля;
результаты экспериментальных исследований влияния рпли -ных фачторог на теплопроводность магнитообработанных клеевых прослое":;.
механизм, объясняющий повышение теплоп С ОДНОСТИ КЛЄЄВОГО соединения;
опытные данные, показывающие повішение прочности клеевых соединений, подвергнутых магнитной обработке.
Достоверность основных положенні"' и реэультатоь исслед< ваниу подтверждается физической сущностью процессов, протекающих в клеевой прослойке на милроуровне, использезанием в экспериментах современных приборов : оборудов лия, применением современных методов математической статистики, а также положительными рсзулі-таташ производственных г ?гштаний.
Практическая значиместь работы состоит в том, что разработана новая методика получения клеевых прослоек соединений с заданной теплопроводностью и прочностью. Разраб таї ная методикг магнитной ориентации дисперсного наполнителя в полимерной педе связующего тозволяет создавать клеєве соединения и полга. рные пленки заданной теплопроводное!л и прочное лі путем варьирования напряженностью магнитного поля, концентрацией ьапелнителя, ею дисперсностью. Полученные в рабе е результаты ксг.ольг івань; в конструкциях изделий МС-94 НПО им.С.А. Лавочкина.
Апробация работы. Научнь'е положения :і результаты исследований обсуждались и были сдобрены на научных конференциях Воронежского лесотехнического института,(1990 - 1994 г.), на региональных на;.чно- техн." веских семинарах "Процессы тепломассообмена
в энергомапиностроэнии" (Воронеж 1991-1993 п. на Всесоюзной конференции "Идентификация динамических систем и обратные задачи" в г. Сугдале (1990 г.)
Публикации.По теме диссертации опубликовано 6 печатных работ.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введе-лия, четырех глав, общих выводов, списка литературы иг 79 наименований и приложения.Работа изложена на 156 стра.ицах основного . малинописчого текста,содержит 27 рисунков, 12 таблиц и 1 приложение.