Определение модуля упругости нанопокрытия с помощью испытания на трехточечный изгиб

Аннотация

Технологии создания на полимерных материалах нанопокрытий с уникальными свойствами активно развиваются и используются в деятельности человека. Возможности применения таких композитных материалов будут зависеть от физико-механических свойств покрытий. Для определения механических характеристик нанопокрытий на полимерных материалах используется методы наноиндентирования. На результаты наноиндентирования жесткого покрытия существенно влияет мягкая полимерная подложка. С другой стороны, существуют различные экспериментальные методы и аналитические модели для определения механических свойств материалов на макроуровне. Использование данных подходов позволило бы получать значения механических свойств нанопокрытий, которые можно будет использовать для расчета и анализа напряженно-деформированного состояния изделий с нанопокрытиями. В данном исследовании мы демонстрируем применение трехточечного изгиба для определения модуля упругости карбонизированного нанослоя, сформированного путем обработки ионами азота высокой энергии поверхности полиуретана. Подбирая оптимальную толщину испытуемых образцов, можно создать условия для определения модуля упругости нанослоя на полимерной подложке с помощью эксперимента на трехточечный изгиб. Нами были получены статистически значимые различия между значениями модулей упругости необработанных и обработанных плазмой образцов. С помощью модели составной балки был определен модуль упругости карбонизированного нанослоя.