plasticnewsПластические массыPlasticheskie massy0554-2901PLASTMASSY Publishing House (Moscow)10.35164/0554-2901-2023-9-10-21-25plasticnews-914Research ArticleXIX Международная научно-практическая конференция «Новые полимерные композиционные материалы. Микитаевские чтения»XIX International Scientific and Practical Conference "New polymer composite materials. Mikitaev readings"Влияние электрофизических воздействий на прочность при изгибе отвержденного монослоя, армированного непрерывным углеродным волокномInfluence of electrophysical impacts on the flexural strength of a cured monolayer reinforced with continuous carbon fiberЗлобинаИ. В.ZlobinaI. V.

Саратов

Москва

Saratov

Moscow

irinka_7_@mail.ruБекреневН. В.BekrenevN. V.

Саратов

Saratov

ЕгоровА. С.EgorovA. S.

Москва

Moscow

АлукаевТ. М.AlukaevT. M.

Саратов

Saratov

СГТУ имени Ю.А. Гагарина; НИЦ «Курчатовский институт»РоссияYuri Gagarin State Technical University of Saratov; National Research Centre “Kurchatov Institute”Russian FederationСГТУ имени Ю.А. ГагаринаРоссияYuri Gagarin State Technical University of SaratovRussian FederationНИЦ «Курчатовский институт»РоссияNational Research Centre “Kurchatov Institute”Russian Federation20232111202309-102125Copyright © Злобина И.В., Бекренев Н.В., Егоров А.С., Алукаев Т.М., 20232023Злобина И.В., Бекренев Н.В., Егоров А.С., Алукаев Т.М.Zlobina I.V., Bekrenev N.V., Egorov A.S., Alukaev T.M.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.plastics-news.ru/jour/article/view/914

   Исследовано влияние ультразвуковой и СВЧ обработки монослоя, сформированного путем трехмерной печати из препрегов, армированных непрерывным углеродным волокном, на его прочность при трехточечном изгибе. Получены эмпирические зависимости «деформация-напряжение», исследована микроструктура. Наибольшая эффективность электрофизической обработки (увеличение на 54–72 %) отмечается для образцов, подвергнутых воздействию СВЧ-поля в интервале деформаций 0,5–1,3 мм.

   The effect of ultrasonic and microwave treatment of a monolayer formed by three-dimensional printing from prepregs reinforced with continuous carbon fiber on its three-point bending strength has been investigated. Empirical strain–stress relationships were obtained and the microstructure was investigated. The highest efficiency of electrophysical treatment (increase by 54–72 %) is observed for specimens exposed to microwave field in the deformation range of 0.5–1.3 mm.

аддитивные технологиикомпозиционные материалытрехточечный изгибультразвукСВЧ-полеadditive technologiescomposite materialsmicrowave fieldthree-point bendingultrasoundРабота выполнена при поддержке гранта РНФ 23-79-00039 «Обоснование методологии комплексного модифицирования композиционных материалов для экстремальных условий эксплуатации на основе изучения фазово-структурных превращений под влиянием электрофизических воздействий различного частотного диапазона»The work was carried out with the support of the RNF grant 23-79-00039 "Substantiation of the methodology of complex modification of composite materials for extreme operating conditions based on the study of phase-structural transformations under the influence of electrophysical influences of various frequency ranges"ReferencesAntonov F. Continuous Fiber Reinforced Composites from Anisoprint: How New Materials and Technologies Can Change Manufacturing // Research & Development in Material science. Vol. 12. Iss. 4. P. 1284–1286.Antonov F. Continuous Fiber Reinforced Composites from Anisoprint: How New Materials and Technologies Can Change Manufacturing // Research & Development in Material science. Vol. 12. Iss. 4. P. 1284–1286.Петров В.М., Безпальчук С.Н., Яковлев С.П. О влиянии структуры на прочность изделий из пластиков, получаемых методом 3D-печати // Вестник государственного университета морского и речного флота имени адмирала С.О. Макарова. 2017. Т. 9. № 4. С. 765–776. URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=29922481&ysclid=lp80v421tj891056443.Петров В.М., Безпальчук С.Н., Яковлев С.П. О влиянии структуры на прочность изделий из пластиков, получаемых методом 3D-печати // Вестник государственного университета морского и речного флота имени адмирала С.О. Макарова. 2017. Т. 9. № 4. С. 765–776. URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=29922481&ysclid=lp80v421tj891056443.Ning F. [et al.] Additive manufacturing of carbon fiber reinforced thermoplastic composites using fused deposition modeling: Effects of process parameters on tensile properties // Journal of composite materials. Vol. 51. Iss. 4. P. 451–462.Ning F. [et al.] Additive manufacturing of carbon fiber reinforced thermoplastic composites using fused deposition modeling: Effects of process parameters on tensile properties // Journal of composite materials. Vol. 51. Iss. 4. P. 451–462.Polyzos E. A. [et al.] Multi Scale Analytical Methodology for the Prediction of Mechanical Properties of 3D-printed Materials with continouos Fibres // Additive Manufacturing. V. 36. 2020. P. 101394.Polyzos E. A. [et al.] Multi Scale Analytical Methodology for the Prediction of Mechanical Properties of 3D-printed Materials with continouos Fibres // Additive Manufacturing. V. 36. 2020. P. 101394.Wang F. [et al.] Fiber-matrix Impregnation Behavior During Additive Manufacturing of continouos Carbon Fiber reinforced Polylactic Acid Composites // Additive Manufacturing. V. 37. 2021. P. 101661.Wang F. [et al.] Fiber-matrix Impregnation Behavior During Additive Manufacturing of continouos Carbon Fiber reinforced Polylactic Acid Composites // Additive Manufacturing. V. 37. 2021. P. 101661.Кулезнев В.С., Шершнев А.С. Химическая и физическая модификация полимеров. Москва: Химия, 1990.Кулезнев В.С., Шершнев А.С. Химическая и физическая модификация полимеров. Москва: Химия, 1990.Негров Д.А. Влияние энергии ультразвуковых колебаний на структуру и свойства полимерного композиционного материала на основе политетрафторэтилена : дис. ... канд. тех. наук. Омск, 2009.Негров Д.А. Влияние энергии ультразвуковых колебаний на структуру и свойства полимерного композиционного материала на основе политетрафторэтилена : дис. ... канд. тех. наук. Омск, 2009.Brovko A.V., Murphy E.K., Rother M. Waveguide microwave imaging: spherical inclusion in a dielectric sample // IEEE microwave and Wireless Comp. Lett. 2008. Vol. 18. № 9. P. 647–649.Brovko A.V., Murphy E.K., Rother M. Waveguide microwave imaging: spherical inclusion in a dielectric sample // IEEE microwave and Wireless Comp. Lett. 2008. Vol. 18. № 9. P. 647–649.Microwave processing of materials / National Materials Advisory Board. Washington: National Academy Press, 1994.Microwave processing of materials / National Materials Advisory Board. Washington: National Academy Press, 1994.Архангельский Ю.С. Справочная книга по СВЧ-электротермии. Саратов: Научная книга, 2011.Архангельский Ю.С. Справочная книга по СВЧ-электротермии. Саратов: Научная книга, 2011.Злобина И.В., Бекренев Н.В. О механизме повышения механических характеристик отвержденных полимерных композиционных материалов под действием СВЧ электромагнитного поля // Известия Саратовского университета. Новая серия. Серия: Физика. 2022. Т. 22. № 2. С. 158–169.Злобина И.В., Бекренев Н.В. О механизме повышения механических характеристик отвержденных полимерных композиционных материалов под действием СВЧ электромагнитного поля // Известия Саратовского университета. Новая серия. Серия: Физика. 2022. Т. 22. № 2. С. 158–169.Влияние сверхвысокочастотного электромагнитного поля на межслоевую прочность в отвержденных полимерных композиционных материалах / И.В. Злобина [и др.] // Журнал технической физики. 2023. Т. 93. Вып. 2. С. 237–340.Влияние сверхвысокочастотного электромагнитного поля на межслоевую прочность в отвержденных полимерных композиционных материалах / И.В. Злобина [и др.] // Журнал технической физики. 2023. Т. 93. Вып. 2. С. 237–340.Kim T., Lee J., Lee K.-H. Microwave heating of carbon-based solid materials // Carbon Letter. 2014. Vol. 15. №.1. P. 15–24.Kim T., Lee J., Lee K.-H. Microwave heating of carbon-based solid materials // Carbon Letter. 2014. Vol. 15. №.1. P. 15–24.Museok K. Microwave Curing of Carbon-Epoxy Composites: Process Development and Material Evaluation. London: Imperial College London Department of Aeronautics, 2016.Museok K. Microwave Curing of Carbon-Epoxy Composites: Process Development and Material Evaluation. London: Imperial College London Department of Aeronautics, 2016.Кестельман В.Н. Физические методы модификации полимерных материалов. Москва: Химия, 1980.Кестельман В.Н. Физические методы модификации полимерных материалов. Москва: Химия, 1980.Формование изделий из радиопрозрачных материалов с использованием СВЧ-излучения / Г.А. Морозов [и др.] // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. Т. 14. № 1. 2012. С. 573–576.Формование изделий из радиопрозрачных материалов с использованием СВЧ-излучения / Г.А. Морозов [и др.] // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. Т. 14. № 1. 2012. С. 573–576.Нефедов В.Н., Мамонтов А.В., Сайгин И.А. Термообработка стержневых диэлектрических материалов с использованием микроволнового излучения // Актуальные проблемы электронного приборостроения : мат. Междунар. науч.-тех. конф. / под ред. А.А. Захарова [и др.]. Саратов: Изд-во Сарат. гос. тех. ун-та имени Гагарина Ю.А., 2016. Т. 2. С. 436–441.Нефедов В.Н., Мамонтов А.В., Сайгин И.А. Термообработка стержневых диэлектрических материалов с использованием микроволнового излучения // Актуальные проблемы электронного приборостроения : мат. Междунар. науч.-тех. конф. / под ред. А.А. Захарова [и др.]. Саратов: Изд-во Сарат. гос. тех. ун-та имени Гагарина Ю.А., 2016. Т. 2. С. 436–441.Микроволновый метод создания равномерного распределения температуры в объемных диэлектрических материалах / В.Н. Нефедов [и др.] // Метрология. 2010. № 12. С. 36–41.Микроволновый метод создания равномерного распределения температуры в объемных диэлектрических материалах / В.Н. Нефедов [и др.] // Метрология. 2010. № 12. С. 36–41.Нефедов В.Н. Сверхвысокочастотные устройства для высокоэффективной термообработки материалов больших площадей : дис. ... д-ра тех. наук. М., 2001.Нефедов В.Н. Сверхвысокочастотные устройства для высокоэффективной термообработки материалов больших площадей : дис. ... д-ра тех. наук. М., 2001.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.