Теплофизические свойства стеклоэпоксидов и эпоксидных смол при криогенных температурах
Диссертация
При этом оказывается, что практически отсутствуют данные по термическим коэффициентам линейного расширения (TKJIP) и теплоемкостям стеклоэпоксидов, особенно в области гелиевых температур, хотя известно, что для проведения анализа термоупругих деформаций и нестационарных процессов теплообмена в конструкциях, элементами которых являются эти композиты, перечисленные теплофизические параметры… Читать ещё >
Содержание
- ГЛАВА 1. Теплофизические и упруго-прочностные свойства ПКМ при криогенных температурах
- 1. 1. Структура и состав ПКМ. Характеристики ПКМ
- 1. 2. Состав и свойства криогенных стеклопластиков
- 1. 3. Теплофизические свойства стеклоэпоксидов
- 1. 4. Постановка задач исследования
- ГЛАВА 2. Комплекс установок для измерений ТКЛР, КТ, теплоемкости и скорости продольных упругих волн в ПКМ
- 2. 1. Интерференционный дилатометр
- 2. 1. 1. Конструкция дилатометра
- 2. 1. 2. Погрешность измерений ТКЛР
- 2. 1. 3. Тарировочные измерения
- 2. 2. Измерение коэффициента теплопроводности
- 2. 2. 1. Конструкция установки
- 2. 2. 2. Погрешность измерений КТ
- 2. 2. 3. Тарировочные измерения
- 2. 3. Измерение теплоемкости
- 2. 3. 1. Конструкция калориметра
- 2. 3. 2. Погрешность измерений теплоемкости
- 2. 3. 3. Методика измерений. Тарировочные эксперименты
- 2. 4. Измерение скорости продольных упругих волн
- 2. 1. Интерференционный дилатометр
- ГЛАВА 3. Результаты измерений ТКЛР, КТ, теплоемкости и скорости продольных упругих волн в стеклоэпоксидах и эпоксидах при температурах 5 — 300 К
- 3. 1. Состав и структура исследованных материалов
- 3. 2. Результаты измерений
- ГЛАВА 4. Анализ результатов экспериментального исследования теплофизических свойств стеклоэпоксидов
- 4. 1. Термическое расширение. Расчетные соотношения
- 4. 1. 1. Результаты расчетов ТКЛР
- 4. 1. 2. Взаимосвязь термической деформации и модуля Юнга
- 4. 2. Теплопроводность стеклоэпоксидов
- 4. 2. 1. Расчетные соотношения
- 4. 2. 2. Теплопроводность эпоксида в композите, волокон £-стекла и термическое сопротивление границы раздела фаз
- 4. 2. 3. Расчет теплопроводности стеклоэпоксида 27−63С (1:1) и стеклотекстолита СКТФ-5КТ. Обобщающее соотношение
- 4. 3. Теплоемкость стеклоэпоксидов
- 4. 3. 1. Теплоемкость-стекла и эпоксидных связующих
- 4. 3. 2. Расчет теплоемкости стеклоэпоксидов
- 4. 1. Термическое расширение. Расчетные соотношения
- 5. 1. Теплофизические свойства аморфных твердых диэлектриков. Основные соотношения
- 5. 2. Плотность состояний эпоксидов
- 5. 3. Теплоемкость
- 5. 4. Термическое расширение эпоксидов
- 5. 5. Теплопроводность эпоксидов
- 5. 5. 1. Уменьшение теплопроводности эпоксида в композите
Список литературы
- Л. А. Буров. Применение полимерных композиционных материалов в криогенном оборудовании. ЦИНТИхимнефтемаш. Обзорная информация. М., 1987. 50 с.
- М.В. Kasen. Composite materials for cryogenic structures// Advances in Cryogenic Engineering. Plenum Press, New York and London, 1978, Vol. 24. P. 63−73.
- G. Hartwig. Reinforced polymers at low temperatures// Advances in Cryogenic Engineering Materials. Plenum Press, New York and London, 1982. Vol. 28. P. 179−189.
- H. M. Ledbetter. Temperature dependence of Young/s modules and internal friction of G- 10CR and Gil -CR epoxy resin// Cryogenics, 1980.Vol. 20. N11. P. 655−658.
- M.B. Kasen. Mechanical performance of craphite- end aramid-reinforced composites at cryogenic temperatures// Advances in Cryogenic Engineering. Plenum Press, New York and London, 1982. Vol. 28, P. 165−178.
- A. Khalil and K.S. Han. Mechanical and thermal properties of class-fiber-reinforced composites at cryogenic temperatures// Advances in Cryogenic Engineering. Plenum Press, New York and London, 1982. Vol. 28. P. 243−252.
- Справочник по композиционным материалам. Кн.1. M.: Машиностроение, 1988. 448 с.
- Справочник по композиционным материалам. Кн.2. М.: Машиностроение, 1988. 579 с.
- J.B. Schutz. Properties of composite materials for cryogenic applications//Cryogenics. Vol. 38. 1998. P. 3−12.
- Ю.П. Дмитревский, С. С. Козуб. Теплопроводность конструкционных стеклопластиков в интервале температур 4 80 К. Препринт ИФВЭ 84−186. Серпухов, 1984.12 с.
- Справочник по электротехническим материалам. Том 1. M.: Энергоатомиздат, 1986. 367 с.
- Справочник по электротехническим материалам. Том 2. М.: Энергоатомиздат, 1987. 464 с.
- S. Usami, Т. Suzuki, Н. Ejima, К. Asano. Thermo-mechanical properties of epoxy GFRPs used in superconducting magnet winding// Cryogenics. Vol. 39.1999. P. 905−914.
- Gordon P. Spellman, Radgavan Jayakumar and Richard P. Reed. Thermomechanical properties of ITER buffer zone candidate materials//Cryogenics. Vol. 38. N 1. 1998. P. 43−46.
- R.B. Stephens. Low-temperature specific heat and thermal conductivity of noncrystalline dielectric solids// Phys. Rev. B. Vol. 8. N 6. 1973. P. 2896−2905.
- Справочник по физико-техническим основам криогеники./ Под ред. М. П. Малкова. М.: Энергоатомиздат, 1985.431 с.
- W. Scheibner, М. Jackel. Thermal conductivity and specific heat of an epoxy resin/ epoxy resin composite material at low temperatures// Physica status solidi (a). 1985. A87. P. 543−547.
- Kelham S., Rosenberg H.M. Thermal conductivity and specific heat of epoxy resins from 0,1−80 K// Journal of Physics C: Solid State Physics. 1981. Vol. 14. N 11. P. 1737−1749.
- G. Hartwig. Low temperature properties of resins and their correlations// Advances in Cryogenic Engineering. Plenum Press, New York and London, 1976. Vol. 22. P. 283−290.
- G. Hartwig. Low temperature properties of epoxy resins and composites// Advances in Cryogenic Engineering. Plenum Press, New York and London, 1978. Vol. 24. P. 17−36.
- H.-J. Ott, H.-A. Buscher, und D. Skudelny. Messung und Berechnung der Warmeleitfahigkeit von mineralgefulltem Epoxidharz// Kunststoffe. Vol. 70. N3.1980. P. 156−161.
- K.W. Garrett, H.M. Rosenberg. The thermal conductivity of epoxy resin/ powder composite materials// J. Phys. D: Appl. Phys. Vol. 7. 1974. P. 1247−1258.
- C.I. Nicholls, H.M. Rosenberg. The excitation spectrum of epoxy resins- neutron diffraction, specific heat and thermal conductivity at low temperatures// Journal of Physics C: Solid State Physics. 1984. Vol. 17. P. 1165−1178.
- Рейнольде K.A., Андерсон A.K. Теплопроводность проводящей эпоксидной смолы ниже 3 К// Приборы для научных исследований. 1977. N 12, С. 205−206.
- K.F. Rogers, L.N. Phillips, D.M. Kingston-Lee, В. Yates, M.J. Overy, J.P. Sargent, B.A. McCalla. The thermal expansion of carbon fibre-reinforced plastics// Journal of materials science. N 12. 1977. P. 718 -734.
- B. Yates, M.J. Overy, J.P. Sargent, B.A. McCalla, D.M. Kingston-Lee, L.N. Phillips, K.F. Rogers. The thermal expansion of carbon fibre-reinforced plastics// Journal of materials science. N 13. 1978. P. 433 -440.
- Heinz Hacker, Cord Albrecht, Heinz Laupenmuhles, Walter Ihlein. Epoxies for low temperature application impregnating technology//
- Advances in Cryogenic Engineering. Plenum Press, New York and London, 1984. Vol. 30. P. 51−60.
- Кожевников И.Г., Новицкий А. И. Теплофизические свойства материалов при низких температурах. Справочник. М.: Машиностроение, 1982. 328 с.
- J Hamelin. Three-dimensional contraction and mechanical properties of class-cloth-reinforced epoxy materials at cryogenic temperatures// Advances in Cryogenic Engineering. Plenum Press, New York and London, 1980. Vol. 26. P. 295−299.
- S. Nakahara, T. Fujita, K. Sugihara. Two-dimensional thermal contraction of composites// Advances in Cryogenic Engineering. Plenum Press, New York and London, 1986. Vol. 32. P. 209−215.
- E.I. Augsburger, W. Dietsche, H. Kinder and J. Becher. Thermal conductivity of several fibre-reinforsed composites between 2 К and 300 К// Cryogenics. Vol. 20. N 11. 1980. P. 666.
- E.W. Collings and R.D. Smith. Specific heats of some cryogenics structural materials II composites// Advances in Cryogenic Engineering. Plenum Press, New York and London, 1978. Vol. 24. P. 290−296.
- Таблицы физических величин. Справочник под ред. академика И. К. Кикоина. М.: Атомиздат, 1976.1005 с.
- Новикова С.И. Тепловое расширение твердых тел. М.: Наука, 1974. 294 с. 37. 36 S. Kanagaraj, S. Pattanayak. Measurement of the thermal expansion of metal and FRPs// Cryogenics. Vol. 43. 2003. P. 399−424.
- Г. С. Ландсберг. Оптика. М.: Физматлит, 2006. 848 с.
- Измерение ТКЛР и ОТУ материалов CMC. В. И. Деев, А. Б. Круглов, А. И. Приданцев, В. П. Соболев. Отчет МИФИ 1 840 007 675, М., 1985.
- И.И. Новиков, К. Д. Воскресенский. Прикладная термодинамика и теплопередача. М.: Атомиздат, 1977. 349 с.
- V.Ya. Ilichev, V.P. Popov, L.V. Skibina, M.M. Chernik. Temperature dependence of the linear expansion coefficients of some Fe-Ni-Cr alloys in the temperature range 4.2 to 300 K// Cryogenics. Vol. 18. N2. 1978. P.90−92.
- S.J. Collocott, G.K. Wite. Properties of stainless steels and FeNi alloys// Cryogenics. 1986. V 26. N 7. P. 402−405.
- C.C. Кутателадзе. Основы теории теплообмена. М.: Атомиздат, 1979. 415 с.
- J. Waynert. Measurement of thermal conductivity of insulating cryogenic structural materials// Advances in Cryogenic Engineering. Plenum Press, New York and London, 1986. Vol. 32. P. 235−241.
- Я. Вепшек. Измерение низких температур электрическими методами. М.: Энергия, 1980. 224 с.
- Е.С. Платунов. Теплофизические измерения в монотонном режиме. Л.: Энергия, 1973.142 с.
- Amorphous Solids. Low-Temperature Properties. Edited by W.A. Philips. Springer-Verlag Berlin Heidelberg New-York, 1981. 163 p.
- Л.З. Криксунов. Справочник по основам инфракрасной техники. М.: Советское Радио, 1978. 400 с.
- Теплопроводность твердых тел. Справочник под ред. А. С. Охотина. М.: Энергоатомиздат, 1984. 320 с.
- Р. Л. Фергали, Р. Ж. Вон. Модернизированный метод теплового импульса для определения теплоемкости при низкихтемпературах// Приборы для научных исследований. 1977. Т48. № 11. С. 143−145.
- Е. Карслоу, Д. Егер. Теплопроводность твердых тел. М.: Наука, 1964.486 с.
- Л.Д. Ландау, Е. М. Лифшиц. Теория упругости. М.: Наука, 1987. 246 с.
- В. А. Кириллин, В. В. Сычев, А. Е. Шейндлин. Техническая термодинамика. М.: Энергия, 1974.447 с.
- J. R. Benzinger. The manufacture and properties of radiation resistant laminates// Advances in Cryogenic Engineering. Plenum Press, New York and London, 1982. Vol. 28. P. 231−242.
- Г. Н. Дульнев, Ю. П. Заричняк. Теплопроводность смесей и композиционных материалов. Л.: Энергия, 1974. 264 с.
- А. Миснар. Теплопроводность твердых тел, жидкостей, газов и их композиций. М.: Мир, 1968. 464 с.
- Л. Е. Евсеева. Теплопроводность клеящих эпоксидных компаундов при низких температурах//Материалы XI Российской конференции по теплофизическим свойствам веществ. Санкт-Петербург. Россия. 4−7 октября 2005 г. Санкт-Петербург, 2005. Т. 1. С. 191.
- Макс Борн, Хуан Кунь. Динамическая теория кристаллических решеток. М.: ИЛ, 1958.488 с.
- Маделунг О. Теория твердого тела. М.: Наука, 1980. 416 с.
- Дж. Займан. Принципы теории твердого тела. М.: Мир, 1974. 471 с.
- Gay К. White. Thermal expansion of solids// High Temperatures-High Pressures. 1986. Vol. 18. P. 509−516.
- A. J. Leadbetter. The thermal properties of glasses at low temperatures// Physics and Chemistry of Glasses. Vol. 9. N 1. 1968. P. 1−13.
- P. G. Klemens. Thermal Conductivity and Lattice Vibrational Modes// Solid State Physics. Vol. 7. N 1.1958. P. 1−98.
- M. P. Zaitlin and A. C. Anderson. Phonon thermal transport in noncrystalline materials// Phys. Rev. B. Vol. 12. N 10. 1975. P. 44 754 486.
- P. Берман. Теплопроводность твердых тел. М.: Мир, 1979.286 с.
- J. J. Freeman and А. С. Anderson. Thermal conductivity of amorphous solids// Phys. Rev. B. Vol. 34. N 8.1986. P. 5684−5690.
- Могилевский Б. M., Чудновский А. Ф., Теплопроводность полупроводников. М.: Наука, 1972. 536 с.
- Н. Bottger. Vibrational Properties of Non-Crystalline Solids// Phys. Stat. Sol. (B), Vol. 62. N 9.1974. P. 9−42.
- W. Reese. Thermal Properties of Polymers at Low Temperatures// J. Macromol. Sci. Chem. 1969. A3(7). P. 1257−1259.
- A. G. Dianoux, J. N. Page and H. M. Rosenberg. Inelastic Neutron Scattering in the Amorphous and Crystalline State: The Phonon-Fracton Density of States// Physical Review Letters. Vol. 56. N 9. 1987. P. 886−888.
- Дж. Рейсленд. Физика фононов. М.: Мир, 1975. 365 с.
- Ф. Блатт. Физика электронной проводимости в твердых телах. М.: Мир, 1971.470 с.
- К. Н. Кан. Вопросы теории теплового расширения полимеров. Д.: Издательство ЛУ, 1975. 78 с.
- G. S. Cieloszyk, М. Т. Cruz, and G. L. Salinger. Thermal properties of dielectric solids below 4 К. I Polycarbonate// Cryogenics. Vol. 12. 1973. P. 718−721.
- Ю. К. Годовский. Теплофизика полимеров. M.: Химия, 1982. 280 с.
- А.К. Кикоин, И. К. Кикоин. Молекулярная физика. М.: Наука, 1976. 480 с.
- D. A. Ackerman, A. C. Anderson, E. J. Cotts, J. N. Dobbs, W. M. MacDonald, and F. J. Walker. Low-temperature thermal expansion of disordered solids// Physical Review B. Vol. 29. N 2. 1984. P.966−975.
- Choy C. L. Thermal conductivity of polymers// Polymer. Vol.18. N 10. 1977. P. 984−1004.
- R. C. Zeller and R. O. Pohl. Thermal Conductivity and Specific Heat of Noncrystalline Solids// Phys. Rev. B. Vol. 4. N 6.1971. P. 2029−2041.
- R. Berman. The Thermal Conductivities of Some Dielectric Solids at Low Temperatures. Royal Society Burlington Hous, Lnd., W.l. Vol. 208.1951. P. 90−108.
- P. G. Klemens. The Thermal Conductivities of Dielectric Solids at Low Temperatures. Royal Society Burlington Hous, Lnd., W.l. Vol.208.1951. P. 108−133.
- P. W. Anderson, В. I. Halperin and С. M. Varma. Anomalous Low-temperature Properties of Glasses and Spin Glasses// Phil. Mag. Vol. 25. N1.1972. P. 1−9.
- W. A. Phillips. Tunneling States in Amorphous Solids// J. Low Temp. Phys. Vol. 7. N ¾. 1972. P. 351−360.
- Л. И. Трахтенберг, В. H. Флеров. Термодинамические и кинетические свойства аморфных диэлектриков при низких температурах//ЖТЭФ. Т. 83. Вып. 5(11). 1982. С. 1908−1923.
- S. Alexander, С. Laermans, R. Orbach, and Н. М. Rosenberg. Fracton interpretation of vibrational properties of cross-linked polymers, glasses, and irradiated quartz// Physical Review B. Vol. 28. N 8. 1983. P. 4615−4619.
- S. Alexander, Ora Entin-Wohlman, and R. Orbach. Phonon-fracton anharmovic interactions: The thermal conductivity of amorphous materials// Phys. Rev. B. Vol. 34. N 4. 1986. P. 2726−2734.