Stress relaxation processes survey in strain composite with an epoxy matrix
DOI:
https://doi.org/10.17072/1994-3598-2019-2-55-62Keywords:
composition matter, internal stress, nuclear quadrupole resonanceAbstract
The present paper gives results from a study of the relaxation of internal stresses in a granular composite with an epoxy matrix. We studied samples of ED-20 epoxy resins cured by polyethylene polyamine. As the filler we used powdered copper oxide with a volumetric concentration 0.064–0.35. The samples had the shape of cylinders of diameter 8 mm and height 30 mm. The experiments are performed with the use of nuclear quadrupole resonance (NQR). Measurements are made of the 63-Cu NQR-frequencies in samples as of epoxy resin containing cuprous oxide powder as control sample – pure cuprous oxide powder. In the description of the results of the NQR experiments, the value of internal stresses is given in frequency units. We held experimental research on cylindrical samples of granular composite with epoxy matrix hardened at high temperature. These samples were subjected to uniaxial compression at room temperature. Deformation of the samples led to an increase NQR frequency of the filler. The change in the value of internal stresses during heating of deformed samples of a granular composite was experimentally investigated. Measurements were made of the frequency difference for copper oxide in the polymer and control samples in the temperature range 393–293 K at 10 K intervals. Stresses in the matrix and the frequency difference decreases with increasing temperature. The observed nonlinearity of the temperature dependences of the NQR frequencies for the filler indicates the presence of relaxation processes in the stressed matrix of the samples at temperatures below the glass transition temperature. It is shown that the process of relaxation of stresses caused by the deformation of the sample is well described by an exponential dependence. The activation energy of this process was 105 kJ / mol. Comparison of the calculation results with the experimental data has shown their satisfactory comparability. Similar experiments were conducted with samples having an epoxy matrix cured at room temperature. It was found that stress relaxation occurs at temperatures well below the glass-transition temperatures.References
Lubin G. (ed.), Handbook of composites. New York: Van Nostrand Reinhold Company, 1982. 786 p.
Azheganov A. S., Begishev V. P., Gorinov D. A., Lysenko S. N., Shardakov I. N. Development and relaxation of internal stresses in granular composites with an epoxy matrix. Journal of Applied Mechanics and Technical Physics, 2006, vol. 47, no. 4, pp. 547–555.
Azheganov A. S, Gordeev E. N., Pyankov M. Y. The internal stresses evolution of the matrix–filler system granular composite samples under uniaxial compression and temperature variation. Bulletin of Perm University. Series: Physics, 2011, no. 2 (17), pp. 46–51 (In Russian).
Ainbinder N. E., Azheganov A. S., Begishev V. P., Shestakova N. K. Application of a nuclear quadrupole resonance method to measure stress in a matrix–tracer system in composites. Technical Physics Letters, 1997, vol. 23, no. 5, pp. 339–340.
Bartenev G. M., Zelenev Yu. V. (Eds.), Relaxation Phenomena in Polymers. Leningrad: Khimiya, 1972. 375 p. (In Russian).
Azheganov A. S., Gordeev E. N., Pyankov M. Y. Stress relaxation processes survey in mold–filler system under uniaxial compression of composition matter sample. Bulletin of Perm University. Series: Physics, 2011, no. 1 (16), pp. 76–81 (In Russian)
Downloads
Published
How to Cite
Issue
Section
License
Автор предоставляет Издателю журнала (Пермский государственный национальный исследовательский университет) право на использование его статьи в составе журнала, а также на включение текста аннотации, полного текста статьи и информации об авторах в систему «Российский индекс научного цитирования» (РИНЦ).
Автор даёт своё согласие на обработку персональных данных.
Право использования журнала в целом в соответствии с п. 7 ст. 1260 ГК РФ принадлежит Издателю журнала и действует бессрочно на территории Российской Федерации и за её пределами.
Авторское вознаграждение за предоставление автором Издателю указанных выше прав не выплачивается.
Автор включённой в журнал статьи сохраняет исключительное право на неё независимо от права Издателя на использование журнала в целом.
Направление автором статьи в журнал означает его согласие на использование статьи Издателем на указанных выше условиях, на включение статьи в систему РИНЦ, и свидетельствует, что он осведомлён об условиях её использования. В качестве такого согласия рассматривается также направляемая в редакцию справка об авторе, в том числе по электронной почте.
Редакция размещает полный текст статьи на сайте Пермского государственного национального исследовательского университета: http://www.psu.ru и в системе OJS на сайте http://press.psu.ru
Плата за публикацию рукописей не взимается. Гонорар за публикации не выплачивается. Авторский экземпляр высылается автору по указанному им адресу.