Метод измерения параметров структуры многокомпонентных полимерных материалов на основе спектров текстуры тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.01 ВАК РФ

На правах рукописи

Абраменко Егор Андреевич

МЕТОД ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ СТРУКТУРЫ МНОГОКОМПОНЕНТНЫХ ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ НА ОСНОВЕ СПЕКТРОВ ТЕКСТУРЫ

Специальность 01.04.01 - приборы и методы экспериментальной

физики

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

з О СЕН 2010

Барнаул - 2010

004609362

Работа выполнена в ГОУ ВПО «Алтайский государственный университет»

Научный руководитель: доктор физико-математических наук, профессор Минакова Наталья Николаевна.

Официальные оппоненты:

доктор физико-математических наук, профессор Сагалаков Анатолий Михайлович,

доктор физико-математических наук Фирсов Константин Николаевич.

Ведущая организация: национальный исследовательский Томский политехнический университет.

Защита состоится «8» октября 2010 г. в 15:00 часов на заседании диссертационного совета Д 212.005.03 в Алтайском государственном университете по адресу: 656049 г. Барнаул, пр. Ленина,61.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Алтайского государственного университета.

Автореферат разослан «06» сентября 2010 г.

Ученый секретарь диссертационного совет;

у дер Д.Д.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы

В современных условиях среди твердых диэлектриков многокомпонентные полимерные материалы хорошо зарекомендовали себя в качестве изоляции в высоковольтных электрофизических установках. Регулирование их характеристик в условиях ужесточения прикладываемых нагрузок достигается, в том числе за счёт применения наполнителей с различными свойствами, спектр которых постоянно расширяется. Наряду с традиционными наполнителями, при применении которых эффект обусловлен непосредственно их характеристиками, стали применяться наноразмерные наполнители, которые из-за своей повышенной активности существенно меняют весь комплекс свойств многокомпонентного полимерного материала (электрическую прочность, диэлектрическую проницаемость, температуру плавления и т.д.)

Создание электроизоляционных многокомпонентных полимерных материалов с определённым набором характеристик требует исследования структуры и анализа ее взаимосвязи со свойствами. Это позволяет оценить работоспособность материала до экспериментальной проверки. Для изучения взаимосвязи «структура -свойства» применяются различные методы исследования структуры и обработки экспериментальных результатов, направленные на выявление новых закономерностей формирования свойств. Однако задача осложняется тем, что взаимосвязь «структура - свойства» в многокомпонентных материалах имеет нелинейный характер.

Повышению эффективности работ по созданию новых материалов препятствует недостаточно развитый инструментарий для изучения структуры, особенно допускающий ее количественную оценку. Среди широко апробированных экспериментальных методов особый интерес представляют микроскопические методы исследования в силу своей доступности и удобства работы с полученной информацией.

Однако на современном этапе методы измерения параметров структуры электроизоляционных многокомпонентных полимерных материалов и анализа их свойств на базе микроскопических методов исследования разработаны далеко не в полной мере. Практически отсутствуют методы изучения вклада наполнителя в формирование свойств, позволяющие оценить значимые для практического использования характеристики по микроскопическим снимкам структуры. Кроме того, изучение взаимосвязи «структура - свойства»

требует совершенствования методов обработки полученных экспериментальных данных. Поэтому разработка метода измерения параметров структуры и обработки полученных данных является актуальной задачей для получения электроизоляционных многокомпонентных композиционных материалов с заданными электрофизическими свойствами.

На основе предварительных исследований и литературных данных в качестве объекта исследования выбран полиэтилен в силу оптимального сочетания стоимостных и электрических свойств с суб-и наноразмерными наполнителями.

Цели и задачи работы

Основной целью работы является разработка метода измерения параметров структуры электроизоляционных многокомпонентных полимерных материалов при регулировании свойств за счет характеристик наполнителя на основе анализа микроскопических снимков.

Для достижения цели были поставлены и решены следующие задачи:

1. Разработать метод измерения параметров структуры, реагирующих на формирование свойств электроизоляционного многокомпонентного полимерного материала за счет регулирования характеристик наполнителя.

2. Разработать виртуальный прибор для измерения параметров структуры материалов и обработки полученных результатов.

3. Апробировать разработанный метод для изучения влияния наполнителя на свойства электроизоляционного многокомпонентного полимерного материала (на примере наполненного полиэтилена).

4. Предложить метод обработки данных, полученных по микроскопическим снимкам, позволяющий оценивать свойства по измеренным параметрам структуры на стадии разработки многокомпонентного полимерного материала.

Научная новизна диссертационной работы:

1. Разработан метод измерения параметров структуры электроизоляционных многокомпонентных полимерных материалов, основанный на совместном использовании текстурного и

спектрального анализа. На примере наполненного полиэтилена показано, что метод позволяет выделять на снимках макроструктуры элементы, которые сформированы под действием физико-химических процессов структурообразования.

2. На основе разработанного метода предложен количественный параметр, позволяющий оценить вклад наполнителей различной природы в формирование свойств электроизоляционного многокомпонентного полимерного материала.

3. Впервые обнаружена связь между характеристиками текстуры, выделенной на микроскопических снимках структуры полиэтилена с наноразмерными и субмикронными наполнителями, и его физическими свойствами.

4. Впервые для многокомпонентных полимерных материалов предложен метод автоматизированной обработки экспериментальных результатов на основе математического аппарата многомерного анализа данных и параметра структуры, определенного по микроскопическим снимкам. Метод позволяет оценивать характеристики новых материалов на стадии их разработки, изучать взаимосвязи между структурой и свойствами.

Практическая значимость диссертационной работы:

1. Разработанный метод и предложенный количественный параметр могут быть использованы для разработки многокомпонентных полимерных материалов с заданными свойствами. Метод может быть применен для измерения параметров структуры по микроскопическим снимкам, полученным при помощи оптического и электронного микроскопа.

2. Создан виртуальный прибор, позволяющий на основе предложенного метода автоматизировать процесс измерения параметров структуры и обработки полученных данных.

3. Предложенный метод обработки данных на основе математического аппарата многомерного анализа способен классифицировать материалы по свойствам, подобрать наполнитель под область применения материала. Он может быть использован для интерпретации зависимостей функциональных свойств многокомпонентных полимерных материалов от структуры.

На защиту выносятся:

1. Метод измерения параметров структуры электроизоляционных многокомпонентных полимерных материалов.

2. Виртуальный прибор, позволяющий автоматически измерять параметры структуры по микроскопическим снимкам материалов.

3. Результаты применения разработанного метода к изучению влияния наполнителя на электрическую прочность полиэтилена.

4. Метод обработки данных, полученных по микроскопическим снимкам структуры, позволяющий на основе математического аппарата многомерного анализа и предложенного количественного параметра структуры оценивать свойства новых материалов на стадии их разработки.

Достоверность и обоснованность результатов измерений

Достоверность и обоснованность результатов исследования достигается физической обоснованностью поставленных задач, логической взаимосвязью полученных результатов, применением апробированных статистических методов обработки экспериментальных данных, корреляционной взаимосвязью между характеристиками, полученными независимыми методами, воспроизводимостью полученных результатов, сопоставлением полученных результатов с данными других авторов

Личный вклад автора диссертационной работы Диссертационная работа является полностью самостоятельной работой автора и написана по результатам исследований, выполненных лично автором, либо при его непосредственном участии.

Апробация работы

Основные положения диссертационной работы были представлены на 10 научных конференциях, в том числе 5 международных конференциях, а именно:

1. VI всероссийской научно-практической конференции (с международным участием) «Современные информационные технологии в науке, образовании и практике», 2007, Оренбург;

2. VI Всероссийской научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Молодежь и современные информационные технологии». 2008, Томск;

3. Х1У Международной научно-практической конференции студентов и молодых ученых «Современные техника и

' технологии СТТ 2008».' 24 - 28 марта 2008, Томск:

4. V Международной научной конференции «Кинетика и механизм кристаллизации. Кристаллизация для нанотехнологий, техники и медицины», 2008, Иваново;

5. XXXV научная конференция студентов, магистрантов и аспирантов, апрель, 2008, г. Барнаул;

6. VIII Всероссийской школе-семинаре (с международным участием) «Новые материалы. Создание, структура, свойства», 2008, г. Томск.

7. XI-й международной научной молодежной школе по твердотельной электронике «Нанотехнологии, наноматериалы, нанодиагностика», 23 - 25 мая 2008г. Санкт-Петербург.

8. XV международной научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых. «Современные техника и технологии СТТ 2009», 2009, г. Томск;

9. XXXVI научной конференции студентов, магистрантов и аспирантов, апрель, 2009. г. Барнаул

10. Международной конференции «Идентификация, измерение характеристик и имитация случайных сигналов (состояние, перспективы развития)», 2009, г. Новосибирск.

П..К

UTUjiriKaniin

По результатам работы опубликовано 13 печатных работ, из них 3 в журналах по перечню ВАК.

Структура и объём диссертации

Диссертационная работа состоит из введения, четырёх глав, заключения, списка используемой литературы включающего 108 наименований. Работа изложена на 134 страницах, включая 68 рисунков, 1 i таблиц.

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении приводится обоснование актуальности выбранной темы, формулируются цели и основные задачи исследования, показаны научная новизна, достоверность полученных результатов и их практическая значимость, краткое описание структуры работы, дана краткая характеристика работы

Первая глава посвящена анализу современного состояния методов изучения структуры и свойств многокомпонентных полимерных материалов.

Обоснован выбор в качестве объекта исследования полиэтилена, которому присущ ряд важных достоинств: относительная простота промышленной технологии переработки, антикоррозионная стойкость, возможность переработки в изделия сложной формы и т.д.

Изложены представления о структуре электроизоляционного многокомпонентного полимерного материала. Рассматриваются изменения в структуре, сформированные под действием наполнителей.

Установлено, что при использовании микроскопических методов исследования основное внимание в литературе уделено качественным оценкам структуры. Методы измерения параметров структуры по микроскопическим снимкам практически отсутствуют. В литературе не обнаружено методов, предназначенных для исследования вклада наполнителей в формирование свойств многокомпонентных полимерных материалов, работающих в изоляционных конструкциях.

Сделан вывод о том, что разработка методов, допускающих количественную оценку структуры, выявление параметров, способных отразить происходящие структурные изменения при использовании наполнителей различной дисперсности, является актуальной задачей при конструировании электроизоляционных многокомпонентных полимерных материалов.

Глава завершается формулированием цели и постановкой задач диссертационной работы.

Во второй главе описаны изучаемые объекты, методики экспериментальных измерений электрической прочности, указаны использованные методы статистической обработки экспериментальных данных. Обоснован выбор субмикронных (цирконата титаната свинца - ЦТС) и наноразмерных наполнителей (алюминий - А1, оксид алюминия - А1203 и нитрид алюминия - A1N).

Были апробированы широко применяемые для многокомпонентных материалов текстурный и фрактальный подход к анализу микроскопических снимков структуры. Определялись текстурные признаки, основанные на гистограмме совместного распределения яркости второго порядка и ширина автокорреляционной функции, вычислялись обобщенные фрактальные размерности Реньи. Экспериментально установлено, что для выбранных объектов исслёдования указанные численные характеристики не позволили

выявить по микроскопическим снимкам структуры различий в свойствах материалов.

Представлены результаты применения к микроснимкам структуры наполненного полиэтилена геометрического подхода, предусматривающего его анализ по признакам, характеризующим распределение объектов на снимке. Наиболее информативной топологической характеристикой изображения оказалось число Эйлера, рассчитанное по формуле (1)

ым

где * '•> - число пикселей на снимке, отнесённых к матрице, 1,1 -число пикселей на снимке, отнесённых к наполнителю.

Экспериментально установлено, что значение числа Эйлера эффективно работает при регулировании свойств за счет концентрации наполнителя: с увеличением концентрации происходит уменьшение числа Эйлера. Алгоритм определения числа Эйлера предусматривает отнесение при сканировании структуры каждого пикселя к наполнителю или матрице. Поэтому выявление зависимости от вида наполнителя требует индивидуального подбора параметров перевода микроскопического снимка структуры в черно-белый формат.

Представлены результаты применения к микроскопическим снимкам структуры формализованного математического подхода. На микроскопических снимках в градациях серого изучались перепады яркости между соседними точками. По величинам (значениям) яркости точек на снимках структуры определялись значения лапласиана и градиента исходной матрицы изображения, отражающие плотность распределения каждой из структурных фаз. Измерение данных величин представляет собой подсчёт перепадов яркости между выбранной точкой и четырёх соседних для лапласиана и восьми для градиента.

Полученные экспериментальные результаты показали, что лапласиан и градиент матрицы микроскопического снимка структуры реагируют на концентрацию и вид наполнителя. На рис.1 в качестве примера приведена диаграмма значений лапласиана для полиэтилена с наноразмерными наполнителями при одинаковой концентрации наполнителя. Установлено, что увеличение значении лапласиана на диаграмме характерно для наполнителя с большим модифицирующим

(1)

0,,

эффектом. Такое поведение кривой может отражать изменение плотности упаковки макромолекул полимера. Показано, что подход эффективен, если снимки получены в одинаковых условиях.

AL203075.bmp ALN075.bmp

100 200 0 1 00 200 Рис. ¡. Диаграмма значений лапласиана полиэтилена, наполненного наноразмерными компонентами

Далее в главе описан разработанный метод измерения параметров структуры электроизоляционных многокомпонентных полимерных материалов, который может быть применен для оптических и электронных снимков. Он использует положения текстурного подхода и спектрального гармонического анализа.

Микроскопический снимок делится на области с определенной текстурой. Текстурные границы объектов выделяются методом водораздела. Каждой индивидуальной текстуре присваивается уникальный индекс. По матрице индексов строится текстурная карта, отражающая периодичность распределения различных текстур (рис.2). К значениям матриц полученного текстурного изображения применено двумерное преобразование Фурье.

Рис. 2. Исходные изображения структуры полиэтилена, текстурные карты и Фурье спектры а) наполнитель А1203 - 0,75%, б) наполнитель A1N - 0,75% в) ЦТС - 10%, г) ЦТС - 30%

Экспериментальные результаты показали, что полученные спектры различаются в зависимости от концентрации и вида наполнителя. Так уникальность и активность каждого материала может быть оценена по разбросу граничных точек. Спектр соответствующий микроскопическому снимку более активного наполнителя обладает большим диаметром центральной части (рис. 2).

Преобразование Фурье рассчитывалось по формуле:

Ь {иУ)-

1 Л/-]Л :

I уу //,. -Î'2;T{ux/M'W N)

где f{x,у) - исходная матрица изображения структуры полиэтилена,

М и N размерность исследуемого изображения.

Оказалось, что в рамках предложенного метода можно измерить числовой параметр, учитывающий вариацию всех значений, представленных в спектре, характеризующем текстурную картину. Были рассмотрены несколько вариантов представления матрицы значений преобразования Фурье. Экспериментально установлено, что наиболее полно отражает распределение текстур в пространстве объекта величина стандартного отклонения, найденного по матрице преобразования Фурье (обозначен далее как параметр Fr).

где х. — 1-й элемент выборки; X — среднее арифметическое выборки;

п — объём выборки.

Стандартное отклонение характеризует разброс значений в матрице, которые отражаются на снимке через различные текстурные области. Особенность предложенного параметра состоит в том, что он учитывает вариации всех значений спектра, не только включает в себя оценку размерности матрицы, но и учитывает ее граничные значения, которые носят индивидуальный характер для каждого из исследуемых объектов. Параметр измеряется по значениям характеристик всего снимка, поэтому способен различать структуры по функциональным свойствам, в том числе и практически неразличающиеся визуально.

По количественному значению стандартного отклонения преобразования Фурье удалось разделить структуры, как с различным наполнителем, так и с различной концентрацией одного и того же наполнителя (рис 3)

Представлены результаты апробации метода на снимках оптического и электронного микроскопов при разных увеличениях.

п

Fr

(3)

(И-1)

Рг

10

6

0,5 1 1,5 2 2,5

Концентрация, % 1 2 - - 3

Рис. 3. Зависимость Ргот концентрации наполнителя (1 - А1,2-А1203,3-АШ)

Предложенный метод измерения параметров структуры проверялся на структурах с известным распределением фазовых компонентов, а также наборе модельных структур, в которых текстура формировалась заданным образом варьированием доли конкретных текстурных областей. Измерение параметра Рг показало, что он реагирует на соотношение текстурных фаз, которые зависят от исходных компонентов.

Экспериментально подтверждена воспроизводимость результатов измерений в рамках предложенного метода. В качестве дополнительного подтверждения воспроизводимости результатов и пригодности метода для различных структур оценивалась энтропия текстурной карты по сравнению с энтропией исходного снимка.

( г

Рис. 4. Значение энтропии матрицы исходного изображения (1) и его текстурной карты (2) (наполнитель - АЬ с концентрацией 0,75%)

На рис. 4 приведен график значения энтропии матрицы исходного снимка и его текстурной карты. Значительное снижение энтропии позволяет считать, что предложенный метод позволяет нивелировать влияние «шума».

Приведены экспериментальные данные, показывающие, что метод измерения параметров не по микроскопическому снимку, а по полученной на его основе текстурной карте работает при анализе микроскопических снимков структуры различного качества и разрешения.

Сделан вывод о том, что преобразование Фурье позволяет представить структуру • электроизоляционного многокомпонентного полимерного материала в виде набора гармоник и отразить периодичность распределения различных фазовых областей. Сведение спектра преобразования Фурье к параметру, измеренному на основе характеристик всего изображения, позволяет сопоставлять структуру и функциональные свойства материала, применять дополнительный математический аппарат при изучении взаимосвязи «структура -свойства».

В конце главы описан вирутальный прибор, позволяющий автоматизировать процесс измерения параметров структуры и обработки полученных результатов в соответствии с предложенным методом. Исследователь выбирает анализируемый микоскопический снимок при помощи кнопки «Открыть изображение». Существует возможность сразу провести корректировку гистограмм, делается это с той целью, если изображения получены в разных условиях и обладают разной резкостью и яркостью. Далее исследователь выбирает вид микроскопа, на котором был получен микроскопический снимок.

Следующий этап - выбор параметра структуры, который должен быть измерен. Затем запускается расчёт. Результат представляется, текстурной картиной, её спектром и количественными структурными параметрами.

Рис. 5 Внешний вид виртуального прибора.

В третьей главе диссертационной работы представлены результаты апробации разработанного метода измерения для выбранных объектов исследования. Изучалась возможность оценки свойств электроизоляционных многокомпонентных полимерных материалов с помощью предложенного выше количественного параметра Рг. Для того, чтобы оценить работоспособность метода, изучались материалы с широким спектром наполнителей. Использовались порошки с размером частиц менее 1 мкм для алюминий содержщих обектов и менее 10 мкм для ЦТС. Концентрация менялась от долей процента до максимально возможной по технологическим условиям. Стандартное отклонение преобразования Фурье, определенное по микроскопическому снимку, сопоставлялось с основными характеристиками материалов, необходимыми для применения электроизоляционного многокомпонентного полимерного материала в высоковольтных электрофизических установках (электрической прочностью, диэлектрической проницаемостью).

Экспериментальные результаты пока!али. что для всех изученных материалов параметр Рг и исследуемые функциональные свойства связаны прямо пропорциональной зависимостью (рис. 6). В качестве примера на рис.6 приведены результаты измерения одной из структурно зависимых характеристик электрической прочности.

Результаты корреляционного анализа показали, что между параметром Рг и электрической прочностью взаимосвязь сохраняется в полной мере для всех указанных объектов исследования. Подтверждённая взаимосвязь указанных характеристик даёт основание полагать, что предложенный параметр отражает структурные элементы, формирующие величину электрической прочности

электроизоляционных многокомпонентных полимерных материалов.

48

44

s 40

1

ш 36

32

♦ 1

■ 2 ▲ 3

28

0,8

1,0 Fr

1.2

Рис. 6. Зависимость электрической прочности от Fr (i - Ai, 2 - А1203, 3 - AIN).

20 25 30

Концентрация, %

Рис.7. Зависимость значений Епр {1) и параметра Рг (2) от концентрации наполнителя.

На рис.7, приведена зависимость параметра Рг и электрической прочности от концентрации наполнителя ЦТС.

Приведены экспериментальные результаты апробация предложенного метода на снимках структуры наполненного полиэтилена, полученных при помоши оптического и электронного микроскопа.

В главе представлены результаты проверки гипотезы о том, что в рамках предложенного метода выделяются структурные элементы, сформированные действием физико-химических процессов структурообразования.

Для проверки этого предположения измерялись характеристики, которые согласно литературным данным являются результатом физико-химических процессов формирования структуры многокомпонентных полимерных материалов (температура плавления полимера, предел текучести и т.д.). Корреляционный анализ показал их связь с предложенным структурным параметром. С помощью рентгенографического анализа была измерена степень кристалличности изучаемых материалов. Установлено, что структурный параметр Рг реагирует на изменение доли участков разной плотности в структуре полиэтилена. Наблюдается обратно пропорциональная зависимость между величинами.

Таким образом, параметры структуры, измеренные различными экспериментальными методами, связаны с предложенным параметром Рг. Полученные экспериментальные данные дают основания полагать, что параметр реагирует на структурные элементы, сформированные под действием различных физико-химических процессов в многокомпонентном полимерном материале.

Приведенные данные позволяют рделать вывод о том, что разработанный метод и предложенный параметр позволяют выявлять по микроскопическим снимкам вклад наполнителя различной природы в структуру и формирование свойств электроизоляционных многокомпонентных полимерных материалов. Параметр Рг, измеряемый по текстурной карте макроструктуры, опирается на физическую модель структуры многокомпонентного полимерного материала, выделяет основные структурные компоненты, отражает их периодичность повторения на микроскопических снимках, что позволяет оценить изменения в структуре при широком спектре наполнителей.

В четвертой главе описан метод математической обработки экспериментальных данных, предложенный для классификации многокомпонентных полимерных материалов по функциональным

свойствам. Он основан на математическом аппарате многомерного анализа данных. Апробировалось несколько методов многомерного анализа: метод главных компонент, метод проекций на латентные структуры.

Метод главных компонент основан на следующем представлении:

X = ТРГ + Е (4)

где X - это матрица данных, ТРт - произведение матрицы счетов и транспонированной матрицы нагрузок, Е - матрица остатков. Т -карта образцов, Р - карта переменных.

С математической точки зрения данное разложение

представимо в следующем виде:

\= у т р' г г

Л ~ (4.5)

у=1и от+р

А

где Р и Т счета и нагрузки для X, а II и (} для У.

Применение аппарата многомерного анализа в предложенном методе обработки экспериментальных результатов имеет следующую особенность: выполняется классификация структур по предложенному выше параметру Рг, имеющему согласно проведенным исследованиям физическую природу.

В работе показано, что предложенная математическая обработка экспериментальных данных, включающая параметр Рг, позволяет решать ряд практических задач. В главе описана формализованная модель, позволяющая оценивать электрическую прочность материала по параметру Рг. Построенная модель классификации структур позволяет оценивать вклад наполнителя в формирование свойств на стадии конструирования материала путем соотнесения его структуры с известными материалами, для которых определены физические и функциональные свойства.

Проверка модели на тестовых выборках показала, что изучаемые материалы делятся по группам, несмотря на широкий спектр свойств наполнителей. Ошибка классификации не превысила 10%.

0,6

л Яг

■ Сг *с

• 0,4 > ,, ;

. . 1 . .

• ' • 0,2 :

♦ Е

; ----------------,------^ : ........

-0,6 -0,4 -0,2 0 0,2 0,4

Рис. 8. График нагрузок.

Показана возможность с помощью предложенного метода обработки данных исследовать структуру, например, оценивать способность наполнителя работать в качестве модификатора структуры, так как предложенный метод обработки данных позволяет разделить материалы на группы по активности наполнителя по отношению к структуре

В рамках выявления закономерностей «структура - свойства» на основании анализа графика счетов установлено, что в исследуемом диапазоне концентраций наноразмерных компонентов для регулирования электрической прочности активность наполнителя сильнее влияет на электрическую прочность, чем его концентрация.

График нагрузок (рис. 8) дает возможность изучать корреляционные связи между всем комплексом анализируемых параметров. В рамках предложенного метода обработки экспериментальных данных дополнительно подтверждается предположения о связи электрической прочности и параметра Рг.

В конце главы сделан вывод о том, что предложенный метод

область применения, оценивать целесообразность использования конкретного наполнителя, оценивать влияние наполнителя на весь комплекс свойств, изучать взаимосвязи структура свойства.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. Разработан метод измерения параметров структуры электроизоляционных многокомпонентных полимерных материалов с широким спектром свойств наполнителя.

основанный на применении математического аппарата спектрального анализа к текстурной карте, выделенной по микроскопическому снимку структуры.

2. Показано, что в рамках метода на снимках макроструктуры выделяется совокупность объектов, отражающих физико-химические процессы формирования функциональных свойств, обусловленных действием наполнителей.

3. Предложен количественный параметр, позволяющий численно оценивать по спектральным характеристикам текстурной картины эффект воздействия наполнителей различной природы на макроструктуру электроизоляционного многокомпонентного полимерного материала.

4. Разработан виртуальный прибор для автоматического измерения параметров структуры многокомпонентного полимерного материала с представлением полученных результатов количественным параметром и визуальными характеристиками структуры.

5. Показано, что предложенный метод измерения параметров структуры дает возможность решать задачи подбора состава электроизоляционного многокомпонентного полимерного материала и анализа взаимосвязи «структура - свойства» с физической трактовкой результатов измерений.

6. Впервые для изучения свойств наполненного полиэтилена применен многомерный анализ данных. Предложен и реализован метод автоматизированной обработки экспериментальных данных, позволяющий классифицировать многокомпонентные полимерные материалы по характеристикам и оценивать динамику свойств в зависимости от примененного наполнителя.

Список работ, опубликованных по теме диссертации: 1. Абраменко Е.А. Исследование свойств полиэтилена с наноразмерным наполнителем специальной обработкой изображений макроструктуры / Абраменко Е.А., Минакова H.H. Ушаков В.Я. // Известия высших учебных заведений. Физика №7. -Томск, 2008. - С. 39-42.

1.1. Abramenko Е.А., Minakova N.N., Ushakov V.Ya. Investigation of the Propererties of Polyethlienr with Nanodimensional Fillers by special Processing of Macrostructure Inages /Russian Physics Journal, Vol. "51, N0. 7, 2008, S. 701-705.

2. Абраменко Е.А. Структурный параметр оценки регулирования свойств саженаполнеипых полимеров / Бортников А.Ю., Минакова H.H., Абраменко Е.А. // Пластические массы №2. - Москва, 2010. - С. 40-44.

3. Абраменко Е.А. Исследование свойств наполненного полиэтилена по текстурной картине изображений макроструктуры / Абраменко Е.А., Минакова H.H. // Известия высших учебных заведений. Физика №3. - Томск, 2010. - С. 26-29.

4. Абраменко Е.А. Методы компьютерного анализа микрофотографий композиционных материалов / Абраменко Е.А // Современные информационные технологии в науке, образовании и практике. Материалы VI всероссийской научно-практической конференции (с международным участием). - Оренбург: ИПК ГОУ ОГУ, 2007. С.439-440.

5. /Абраменко Е.А. Анализ макроструктуры нанокомпозита по обобщенному топологическому параметру / Абраменко Е.А., Минакова H.H. // Известия Алтайского государственного университета. Барнаул: Издательство Алтайского государственного университета, 2008. - №1. -С. 83-85.

6. Абраменко Е.А. Применение топологического параметра для оценки макроструктуры нанокомпозита на полимерной основе / Абраменко Е.А., Минакова H.H. // Молодежь и современные информационные технологии. Сборник трудов VI Всероссийской научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых. - Томск, 2008. С. 179-180.

7. Абраменко Е.А. Изучение некоторых методов компьютерного анализа изображений макроструктуры нанокомпозиционных материалов / Абраменко Е.А., Минакова H.H. // XIY Международная научно-практическая конференция студентов и молодых ученых "Современные техника и технологии СТТ 2008" 24 - 28 марта 2008 г. -Томск, 2008.-434 е.,-С. 6-7.

8. Абраменко Е.А. Изучение структуры и кристалличности наноматериалбв методами микроскопии .' Абраменко Е.А., Мйнакова H.H. / Тезисы докладов V Международной научной конференции

"Кинетика и механизм кристаллизации. Кристаллизация для нанотехнологий, техники и медицины". - Иваново, 2008. - С. 103.

9. Абраменко Е.А. Изучение связи физико-химических свойств нанокомпозиционных материалов с их структурой при помощи текстурного метода / Абраменко Е.А., Минакова H.H. // Новые материалы. Создание, струткура, свойства - 2008. VIII Всероссийская школа-семинар (с международным участием). — Томск, 2008. — 232с. -С. 194-197.

10. Абраменко Е.А. Применение математических методов при изучении снимков микроструктуры наноматериалов/ Абраменко Е.А., Минакова H.H. // 11-я научная молодежная школа по твердотельной электронике "Нанотехнологии, наноматериалы, нанодиагностика". -Санкт-Петербург, 2008. C.20-2I.

П. Абраменко Е.А. Применение двумерного преобразования Фурье для изучения структуры и свойств полиэтилена с наноразмерными наполнителями / Абраменко Е.А., Минакова H.H. // Труды XV международной научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых. - Томск - 2009. - С. 468470.

12. Абраменко Е.А. Применение преобразования Фурье для измерения структурных параметров изображения наполненных полимерных материалов / Абраменко Е.А.// Труды Российского НТОРЭС им. A.C. Попова, серия - Цифровая обработка сигналов и ее применение. - Москва, 2009, вып. XI-2, с. 411-413.

13. Абраменко Е.А. Метод изучения влияния наноразмерных металлических порошков на свойства наполненного полиэтилена по микрофотографиям структуры / Абраменко Е.А., Минакова H.H. // Известия Алтайского государственного университета. Барнаул. Издательство Алтайского государственного университета - 2009. -№1.-С. 99-102.

Подписано в печать 26.08.2010.

Формат 60\84/16. Усл. печ. л 1. Тираж 100 экз.

Заказ 2 8?,

Типография Алтайского I осудлрсчпенного университета: 656049, Барнаул, у н Димитрова, 66

ВВЕДЕНИЕ.

Глава 1. АНАЛИЗ МЕТОДОВ ИССЛЕДОВАНИЯ СТРУКТУРЫ МНОГОКОМПОНЕНТНЫХ ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЫ.

1.1. Многокомпонентные полимерные материалы как электроизоляционная составляющая электротехнических устройств. Полиэтилен для электроэнергетических и электрофизических установок.

1.2. Структура и свойства наполненного полиэтилена.

1.3. Современные методы исследования структуры многокомпонентных полимерных материалов.

1.4. Прямые методы изучения структуры наполненного полиэтилена.

1.5. Методы измерения параметров структуры для решения прикладных задач.

1.6. Постановка задачи исследования.

Глава 2. РАЗРАБОТКА МЕТОДА ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ

СТРУКТУР НАПОЛНЕННОГО ПОЛИЭТИЛЕНА.

2.1. Объекты исследования. Получение микроскопических снимков.

2.2 Измерение параметров структуры наполненного полиэтилена с применением текстурного и фрактального подходов по матрице микроскопического снимка.

2.3 Геометрические характеристики изучаемых объектов.

2.4 Применение формализованного математического подхода для исследования структуры наполненного полиэтилена.

2.5 Разработка метода измерения параметров по текстурной карте микроскопического снимка.

2.6. Физическая основа разработанного метода. Подбор параметров для выделения текстурной карты.

2.7 Экспериментальные измерения характеристик наполненного полиэтилена. Статистическая обработка результатов измерения.

2.8 Оценка достоверности разработанного метода.

2.9 Виртуальный прибор.

Глава 3. ПРИМЕНЕНИЕ РАЗРАБОТАННОГО МЕТОДА ДЛЯ ИЗУЧЕНИЯ ВЗАИМОСВЯЗИ «СТРУКТУРА - СВОЙСТВА» В НАПОЛНЕННОМ

ПОЛИЭТИЛЕНЕ.

3.1 Изучение свойств полиэтилена с наноразмерными компонентами.

3.2. Изучение свойств ПЭВД с высокой концентрацией наполнителя.

3.3 Изучение взаимосвязи структурного параметра Рг и температуры стеклования.

3.4 Применение структурного параметра для изучения' деформации растяжения наполненного полиэтилена.

Глава 4. РАЗРАБОТКА МЕТОДА МАТЕМАТИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ РЕЗУЛЬТАТОВ НА ОСНОВЕ МНОГОМЕРНОГО АНАЛИЗА ДАННЫХ.

4.1 Выбор метода многомерного анализа данных для изучения взаимосвязи «структура- свойства» в наполненном полиэтилене.

4.2 Применение метода математической обработки экспериментальных результатов для оценки электрической прочности электроизоляционных многокомпонентных полимерных материалов.

Актуальность темы

В современных условиях среди твердых диэлектриков хорошо зарекомендовали себя в качестве изоляции в высоковольтных электрофизических установках многокомпонентные полимерные материалы. Регулирование их характеристик в условиях ужесточения прикладываемых нагрузок достигается, в том числе применением наполнителей с различными свойствами, спектр которых постоянно расширяется. Наряду с традиционными наполнителями, где эффект обусловлен непосредственно их характеристиками, стали применяться наноразмерные наполнители, которые из-за своей повышенной активности существенно меняют весь комплекс свойств многокомпонентного полимерного материала (электрическую прочность, диэлектрическую проницаемость, температуру плавления и т.д.)

Создание электроизоляционных многокомпонентных полимерных материалов с определённым набором характеристик требует исследования структуры и анализа ее взаимосвязи со свойствами. Это позволяет оценить работоспособность материала до экспериментальной проверки. Для изучения взаимосвязи «структура - свойства» применяются различные методы исследования структуры и обработки экспериментальных результатов, направленные на выявление новых закономерностей формирования свойств. Однако задача осложняется тем, что взаимосвязь «структура - свойства» в многокомпонентных материалах имеет нелинейный характер.

Повышению эффективности работ по созданию новых материалов препятствует недостаточно развитый инструментарий для изучения структуры, особенно допускающий ее количественную оценку. Среди широко апробированных экспериментальных методов особый интерес представляют микроскопические методы исследования в силу своей доступности и удобства работы с полученной информацией.

Однако на современном этапе методы измерения параметров структуры электроизоляционных многокомпонентных полимерных материалов и анализа их свойств на базе микроскопических методов исследования разработаны далеко не в полной мере. Практически отсутствуют методы изучения вклада наполнителя в формирование свойств, позволяющие оценить значимые для практического использования характеристики по микроскопическим снимкам структуры. Кроме того, изучение взаимосвязи «структура - свойства» требует совершенствования методов обработки полученных экспериментальных данных. Поэтому разработка метода измерения параметров структуры и обработки полученных данных является актуальной задачей для получения электроизоляционных многокомпонентных композиционных материалов с заданными электрофизическими свойствами.

На основе предварительных исследований и литературных данных в качестве объекта исследования выбран полиэтилен из-за оптимального сочетания стоимостных и электрических свойств с суб- и наноразмерными наполнителями.

Цели и задачи работы

Основной целью работы является разработка метода измерения параметров структуры электроизоляционных многокомпонентных полимерных материалов при регулировании свойств за счет характеристик наполнителя на основе анализа микроскопических снимков.

Для достижения цели были поставлены и решены следующие задачи:

1. Разработать метод измерения параметров структуры, реагирующих на формирование свойств электроизоляционного многокомпонентного полимерного материала за счет регулирования характеристик наполнителя.

2. Разработать виртуальный прибор для измерения параметров структуры материалов и обработки полученных результатов.

3. Апробировать разработанный метод для изучения влияния наполнителя на свойства электроизоляционного многокомпонентного полимерного материала (на примере наполненного полиэтилена).

4. Предложить метод обработки данных, полученных по микроскопическим снимкам, позволяющий оценивать свойства по измеренным параметрам структуры на стадии разработки многокомпонентного полимерного материала.

Научная новизна диссертационной работы:

1. Разработан метод измерения параметров структуры электроизоляционных многокомпонентных полимерных материалов, основанный на совместном использовании текстурного и спектрального анализа. На примере наполненного полиэтилена показано, что метод позволяет выделять на снимках макроструктуры элементы, которые сформированы под действием физико-химических процессов структурообразования.

2. На основе разработанного метода предложен количественный параметр, позволяющий оценить вклад наполнителей различной природы в формирование свойств электроизоляционного многокомпонентного полимерного материала.

3. Впервые обнаружена связь между характеристиками текстуры, выделенной на микроскопических снимках структуры полиэтилена с наноразмерными и субмикронными наполнителями, и его физическими свойствами.

4. Впервые для многокомпонентных полимерных материалов предложен метод автоматизированной обработки экспериментальных результатов на основе математического аппарата многомерного анализа данных и параметра структуры, определенного по микроскопическим снимкам. Метод позволяет оценивать характеристики новых материалов на стадии их разработки, изучать взаимосвязи между структурой и свойствами.

Практическая значимость диссертационной работы:

1. Разработанный метод и предложенный количественный параметр могут быть использованы для разработки многокомпонентных полимерных материалов с заданными свойствами. Метод может быть применен для измерения параметров структуры по микроскопическим снимкам, полученным при помощи оптического и электронного микроскопа.

2. Создан виртуальный прибор, позволяющий на основе предложенного метода автоматизировать процесс измерения параметров структуры и обработки полученных данных.

3. Предложенный метод обработки данных на основе математического аппарата многомерного анализа способен классифицировать материалы по свойствам, подобрать наполнитель под область применения материала. Он может быть использован для интерпретации зависимостей функциональных свойств многокомпонентных полимерных материалов от структуры.

Достоверность результатов измерений

Достоверность и обоснованность результатов исследования достигается физической обоснованностью поставленных задач, логической взаимосвязью полученных результатов, применением апробированных статистических методов обработки экспериментальных данных, корреляционной взаимосвязью между характеристиками, полученными независимыми методами, воспроизводимостью полученных результатов, сопоставлением полученных результатов с данными других авторов.

На защиту выносятся:

1. Метод измерения параметров структуры электроизоляционных многокомпонентных полимерных материалов.

2. Виртуальный прибор, позволяющий автоматически измерять параметры структуры по микроскопическим снимкам материалов.

3. Результаты применения разработанного метода к изучению влияния наполнителя на электрическую прочность полиэтилена.

4. Метод обработки данных, полученных по микроскопическим снимкам структуры, позволяющий на основе математического аппарата многомерного анализа и предложенного количественного параметра \ структуры оценивать свойства новых материалов на стадии их разработки.

Структура и объём диссертации

Диссертационная работа состоит из введения, четырёх глав, заключения, списка используемой литературы включающего 109 наименований. Работа изложена на 134 страницах, включая 70 рисунков, 11 таблиц.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. Разработан метод измерения параметров структуры электроизоляционных многокомпонентных полимерных материалов с широким спектром свойств наполнителя, основанный на применении математического аппарата спектрального анализа к текстурной карте, выделенной по микроскопическому снимку структуры.

2. Показано, что в рамках метода на снимках макроструктуры выделяется совокупность объектов, отражающих физико-химические процессы формирования функциональных свойств, обусловленных действием наполнителей.

3. Предложен количественный параметр, позволяющий численно оценивать по спектральным характеристикам текстурной картины эффект воздействия наполнителей различной природы на макроструктуру электроизоляционного многокомпонентного полимерного материала.

4. Разработан виртуальный прибор для автоматического измерения параметров структуры многокомпонентного полимерного материала с представлением полученных результатов количественным параметром и визуальными характеристиками структуры.

5. Показано, что предложенный метод измерения параметров структуры дает возможность решать задачи подбора состава электроизоляционного многокомпонентного полимерного материала и анализа взаимосвязи «структура - свойства» с физической трактовкой результатов измерений.

6. Впервые для изучения свойств наполненного полиэтилена применен многомерный анализ данных. Предложен и реализован метод автоматизированной обработки экспериментальных данных, позволяющий классифицировать многокомпонентные полимерные материалы по характеристикам и оценивать динамику свойств в зависимости от примененного наполнителя.

1. Alsleben М. // Thermochimica acta. 1994. - №238. - P. 203-227

2. Beeb K.R. Chemometrics / K.R. Beeb. A Practical Guide. Wiley, 1998. -98 p.

3. Bro.R/ Centering and scaling in component analysis / R. Bro, A.K. Smilde. J. Chemom. - 2003. - №17.

4. Chapman D. // Chem. Soc. 1957. - P. 4489.

5. Djukova E.V. Methods of Combinatorial Analysis in Synthesis of Efficient Recognition Algorithms / E.V. Djukova, A.S. Inyakin, N.V. Peskov. Pattern Recognition and Image Analysis. 2003. - V. 13, № 2. -P. 426.

6. Ezquerra T. A. // J. Mater. Sei. Letters, 1986. v. 5, №10. - p. 1065.

7. Gorbunova I.Yu. // Int. J. Polym. Mater.- 1994, V. 27. P. 101-104.

8. Holland. R. F. // J. Molec. Spectr. 1962. - V. 8. - P. 383.

9. Fukuda T. // IEEE Trans. Elect. Insulat. 1982. V. El-17. №5. - P. 386.

10. Kober V.l. Nonlinear Image Processing with an Adaptive Structural Element / V.l. Kober, M. G. Mozerov, J. Alvarez-Borrego, I. A. Ovseyevich. Pattern Recognition and Image Analysis. 2003. - V. 13, No. 3.-P. 476.

11. Kolesov S. N. // IEEE Trans. Elect. Insulat. 1980. V. El-15. -P. 382.

12. Kremer K. Computer Simulation in Chemical Physics / K. Kremer. Ed. by M.P. Allen and D.J. Tidesley. -Dordrecht Boston - London: Kluwer Academic Publishers, - 1993. - P. 232.

13. Lin S. C. // Adv. Technol. Mater, and Processes. 30th nat. SAMPE Symp. and Exib., Govina, Calif., 1985. p. 42.

14. Nakamura J. // Catal. Lett., 1994. v.29. - p. 261

15. Narkis M. // J. Polymer Eng. and Sei., 1986. v. 26, № 2. - p. 139.

16. Reding F. P.//J. Polymer Sei. 1956.-V. 21.-P. 157.

17. Russ J.C. Fractal Surfaces. NY and London: Plenum Press / J.C. Russ, 1999.-303 p.

18. Wold S. Principal component analysis / S. Wold. Chemom. Intell. Lab. Syst. 1987. - №2. P. 54-87.

19. Yu J. Conductivity of Polyolefins with High-Structure Carbon Black / J. Yu, L.Q. Zhang, M. Rogunova, J. Summers, Journal of Applied Polymer Science. 2005. - V. 98. - P. 1799-1805

20. Абдульманов P.P., Каганов JI.И. Измерение физических величин. Методическое пособие для студентов всех специальностей и форм обучение / P.P. Абдульманов, Л.И. Каганов. Самара: СамГАПС, 2006 - 25 с.

21. Алигулиев P.M. Высокомолекулярные соединения / P.M. Алигулиев,

22. A.A. Шибаева, Д.М. Хитеева, В.Б. Юрханов. Сер. Б. 1992. - Т. 34, № 4. - С. 3-8.

23. Анисимов Ю.Н. Прогнозирование прочностных свойств армированных стеклотканью композитов на основе из межфазных характеристик / Ю.Н. Анисимов, С.Н. Савин. Пластические массы. -2002. -№ 11.-С. 12 — 13.

24. Анисимов Ю.Н., Колодяжный A.B., Савин С.Н. Журнал прикладной химии.- 2000.- Т. 73.- № 12.- С. 2026 — 2029

25. Апальков И. В. Обработка изображений алмазных порошков в matlab image processing toolbox. / И. В. Апальков, Е. А. Соколенко, В.

26. B. Хрящев, Д. К. Куйкин. Труды II научной конференции «Проектирование инженерных и научных приложений в среде MATLAB». M.: МГТУ 2004. С. 1671-1676.

27. Баланкин A.C. Фрактальная теория пластичности полимеров. / A.C. Баланкин, А.Л. Бугримов. Высокомолекулярные соединения. 1992. - Т. (А) 34. - № 3. - С. 1329 - 132

28. Беликов В.Г. Анализ лекарственных средств фотометрическими методами. Опыт работы отечественных специалистов / В.Г. Беликов. Российский Химический Журнал, 2002. т. 46. - С. 39-45.

29. Белоусов В.Н., Козлов Г.В., Машуков Н.И., Липатов Ю.С. ДАН СССР, 1993. Т. 328, № 6. - С. 706-708

30. Берже П. Порядок в хаосе / П. Берже, И. Помо, К. Видаль. М.: Мир, 1991.-366 с.

31. Боголюбов А.Н. Оптическая дифракция на фрактальных решетках /

32. A.Н. Боголюбов, A.A. Петухов. Вестник Московского Университета. Серия 3. Физика. Астрономия. 2008. - №2. - С. 7-10.

33. Васильева Л. Г. Преобразование Фурье и вейвлет-преобразования. Их свойства и применение. Вычислительные методы и программирование / Л.Г. Васильева, Я.М. Жилейкин, Ю.И. Осипик. -2002.-Т. З.-С. 172-175.

34. Виноград екая Е.Л. Механика полимеров / Е.Л. Виноградская, Б.Я. Тарасов. 1969. - № 5. - С. 778-786.

35. Гермашев И.В. Возможности применения математических методов прогнозирования для управления свойствами мономерных и полимерных материалов / И.В. Гермашев, В.Е. Дербишер. Известия вузов. Химия и химическая технология. 1998. - Т. 41, вып. 6. -С.111-114.

36. Гольденберг А. Л. Спектроскопия полиме^ров / А. Л. Гольденберг,

37. B. М. Заплетняк, П. А. Ильченко. Киев.: Наукова Думка, 1968. -195 с.

38. Гольдин Л.Л. Лабораторные занятия по физике / Л.Л. Гольдин. М.: Наука, 1983.-704 с.

39. Гонсалес Р. Цифровая обработка изображений / Р. Гонсалес, Р. Вудс. -М.: Техносфера, 2005. 1072 с.

40. Горбунова И. Ю. Модификация кристаллизующихся полимеров / И.Ю. Горбунова, М.Л. Кербер. Пластические массы. 2000. - № 9. -с. 7-11.

41. Горелик А.Л. Методы распознавания / А.Л. Горелик, В.А. Скрипкин. -М.: Высш. шк., 1977. 176 с.

42. Горохова Е. В. Высокомолекулярные соединения / Е.В. Горохова, И.Л. Дубникова, Ф.С. Дьячковский. Сер. А. 1991. - Т. 33, № 2. - С. 450-455

43. Громов Ю.Ю. Фрактальный анализ и процессы в компьютерных сетях: Учеб. Пособие / Ю.Ю. Громов, H.A. Земской. Тамбов: Изд-во Тамб. гос. техн. ун-та. — 2004. — 108с.

44. Грузман И.С. Цифровая обработка изображений в информационных системах / И.С. Грузман, B.C. Киричук, В.П. Косых, Г.И. Перетяган,

45. A.A. Спектор. Учебное пособие.- Новосибисрк: Изд-во НГТУ. -2000.- 168 с.

46. Гуль В.Е. Структура и механические свойства полимеров / В.Е. Гуль,

47. B.Н. Кулезнев. М.: Лабиринт, 1994. - 367 с.

48. Гуль В.Е., Коврига В.В., Вассерман A.M. ДАН СССР, 1962. Т. 146, №3.-С. 656-658

49. Гуль В. Е. Структура и механические свойства полимеров. Учеб. для хим.-технолог. вузов / В. Е. Гуль, В. Н. Кулезнев. — 4-е изд., перераб. и доп. —М.: Лабиринт, 1994. — 367 с.

50. Дегтярев Е.В. Анализ лекарственных средств в исследованиях, производстве и контроле качества / Е.В. Дегтярев. Российский Химический Журнал, 2002. т. 46. - С. 79-83.

51. Дуда Р. Распознавание образов и анализ сцен / Р. Дуда, П. Харт. -М.: Мир, 1976-507 с.

52. Зефиров Н.С. Методы QSAR/QSPR и молекулярного моделирования в дизайне новых веществ и материалов с заданными свойствами / Н.С. Зефиров, В .А. Палюлин. Химия в России. 2000. - № 8. - С.7-9

53. Ильин А.П. Физика и химия обработки материалов / А.Г1. Ильин. Томск 1994. - №3. - С. 94-97.

54. Исупов В.В. Численные методы в динамической механической спектроскопии полимеров / В.В. Исупов, О.В. Старцев. Международной конференции «Математические модели и численные методы механики сплошных сред», Новосибирск: Изд-во СО РАН, 1996.-С. 292-293.

55. Кербер М. Л. Получение, структура и свойства модифицированных аморфно-кристаллических термопластов / М. Л. Кербер, Е. Д. Лебедева, М. П. Гладилин. Л.: ОНПО "Пластполимер". - 1986. - С. 139-154

56. Козлов Г.В. Коллапс и расширение межфазных слоев в полимерных композитах / Г.В. Козлов, А.И. Буря, И.В. Долбин. Материаловедение.- 2005.- № 8.- С. 31 35.

57. Крикоров B.C. Электропроводящие полимерные материалы / B.C. Крикоров, JI.A. Колмакова. М.: Энергоатомиздат, 1984. - 267 с.

58. Крок П. Современные композиционные материалы / П. Крок, JL Броуман. Пер. с англ. -М.: Мир, 1978. 480 с.

59. Крюкова И.М. Технология получения крупногабаритных изделий из полиэтилена и других термопластов / Крюкова И.М., Сквирская И.И., Ушаков В.Я. Шмаков Б.В. Пластические массы 2000 г., № 2, с.34-36.

60. Кулезнев В.Н. Физика и химия полимеров / В.Н. Кулезнев, В.А. Шерстнев. М.: Высшая школа, 1988. - 3 13 с.

61. Липатов Ю.С. Межфазные явления в полимерах / Ю.С. Липатов. -Киев: Наукова думка, 1980. С. 260.

62. Манделькерн Л. Кристаллизация полимеров / Л. Манделькерн. Л.: Химия, 1966. - 336 с.

63. Марихин В. А. Надмолекулярная структура полимеров / В.А. Марихин, Л. П. Мясникова. Л.: Химия, 1977. - 240 с.

64. Марков A.B. Влияние процесса изготовления на электрические свойства саженаполненных стеклоармированных термопластичных композитов. Высокомолекулярные соединения / A.B. Марков. Серия А, 2007. Т. 49, №1. - С. 62-70.

65. Мартынов М. А. Рентгенография полимеров / М. А. Мартынов, К. А. Вылегжанина. Л.: Химия, 1972. - 96 с.

66. Милевски Д. В. Наполнители для полимерных композиционных материалов / Д. В. Милевски. Под. ред. Каца Г. С. М.: Химия, 1981. - 543 с.

67. Минакова H.H. Влияние углеродного наполнителя на стабильность электропроводности наполненных полимеров при контакте с жидкими средами / H.H. Минакова, А.Ю. Бортников. Известия Томского политехнического университета. — 2006. Т. 309. - № 1. — С. 125-129

68. Минакова H.H. Структурный параметр оценки регулирования свойств саженаполненных полимеров / Минакова H.H., Бортников А.Ю., Абраменко Е.А. Пластические массы №2. Москва, 2010. - С. 40-44.

69. Нанополимерные инновации: продукты и технологии будущего. -URL:http://www.polymery.ru/blog.php?idcompany=29&nid=2368&category =item&page=l. Дата обращения: 15.05.2010.

70. Нечитайло H.A. Высокомолекулярные соединения / Н. А. Нечитайло, П. И. Санин. Сер. А. 1972. - Т. 14, № 7. - С. 1491-1495

71. Нижник В.В. Физико-химическая механика и лиофильность дисперсных систем / В.В. Нижник, Г.Г. Ткаченко, В.П. Соломко, С.С. Пелишенко. Киев: Наукова думка, 1975. - Вып. 7. - С. 98-101.

72. Нижник В.В., Физическая химия полимерных композиций / В.В. Нижник, В.П. Соломко, С.С. Пелишенко. Киев: Наукова думка, 1975. - Вып. 7. - С. 98-101.

73. Новиков В.У. Структура и свойства полимеров в рамках фрактального подхода. / В.У. Новиков, Г.В. Козлов. Успехи химии.2000. Т. 69. - № 6. С. 572 - 599.

74. Новиков В.У. Прогнозирование структуры и свойств полимеров при квазистатическом растяжении / В.У. Новиков, Г.В. Козлов, Г.Е. Заиков. Каучук и резина.- 1991.- № 1.- С. 13-19.

75. Перепечко И.И. Акустические методы исследования полимеров / И.И. Перепечко. -М.: Химия, 1973. 295с.

76. Поляков А. В. Полиэтилен высокого давления. Научно-технические основы промышленного синтеза / А. В. Поляков, Ф. И. Дунтов. Л.: Химия, 1988.-200 с.

77. Поляков В.В. Фрактальный анализ структуры пористых материалов / В.В. Поляков, C.B. Кучерявский. ПЖТФ. - 2001. - Т. 27. - Вып. 14. - С. 42 - 46

78. Померанцев А.Л. Многомерный статистический контроль процессов / А.Л. Померанцев, O.E. Родионова. Методы менеджмента качества. -2000.-№6. С. 23-35.

79. Прэтт Э. Цифровая обработка изображений / Э. Прэтт. Пер. с англ. — М.: Мир, 1982.-312 с.

80. Ратнер М. Нанотехнология: простое объяснение очередной гениальной идеи. Nanotechnology: A Gentle Introduction to the Next Big Idea / M. Раётнер, Д. Ратнер. — M.: Вильяме, 2006. — 240 с.

81. Родионова О. Е. Хемометрика в аналитической химии / О. Е. Родионова, А. Л. Померанцев. URL: http://www.chemometrics.ru. Дата обращения: 15.05.2010.

82. Рожков Е.М. Адсорбция полимерной частицы на поверхности малой сферической частицы: компьютерное моделирование методом Монте-Карло / Е.М. Рожков, П.Г. Халатур. Коллоидный журнал,-1996. Т. 58. - № 6. - С. 823 - 83.

83. Сажина Б. И. Электрические свойства полимеров / Б. И. Сажина. -Л.: Химия, 1986. 224 с.

84. Сажин Ю.В. Многомерные статистические методы анализа экономических процессов: Учеб. Пособие / Ю.В. Сажин, В.А. Басова, A.B. Катынь. Саранск: Изд-во Мордов. ун-та, 2000. - с. 145.

85. Симонов-Емельянов И. Д. Наполнители полимерных материалов / И. Д. Симонов-Емельянов. -М.: МДР1ТП им. Ф. Э. Дзержинского, 1977. -С. 19-26.

86. Симонов-Емельянов И. Д. Наполнители полимерных материалов / И. Д. Симонов-Емельянов. -М.: МДР1ТП им. Ф. Э. Дзержинского, 1983. -С. 147- 157.

87. Симонов-Емельянов И.Д. Обобщенные параметры дисперсной структуры наполненных полимеров / И.Д. Симонов-Емельянов, В.Н. Кулезнев. Пластические массы, 1989. № 1. - С. 19-22

88. Синицын O.B. Обработка и анализ данных зондовой микроскопии. Обзор программного обеспечения. Нано- и микросистемная техника / О.В. Синицын. Томск 2007. - №2. С2-7.

89. Сирота А. Г. Пластические массы / А. Г. Сирота, Е. П. Рябиков, A. JI. Гольденберг. Москва, 1966. - № 8. - 58 с.

90. Тагер А. А. Пластические массы / A.A. Тагер. 1990. - № 4. - С. 5964.

91. Тареев Б.М. Физика диэлектрических материалов / Б.М. Тареев. -М.: Энергоиздат, 1982. 320 с.

92. Ткаченко С.Н. Полевая зависимость комплексной диэлектрической проницаемости полиэтилена, наполненного цирконатом титаната свинца / С.Н. Ткаченко, О.С. Гефле, С.М.Лебедев. Известия Томского политехнического университета. -2008. Т. 313, №3. - С. 94-98.

93. Третьяков А.Ок Полимерные нанокомпозиты. — URL: http://www.polymery.ru/blog.php?idcompany=29&nid:=2904&category =item&page=l. Дата обращения: 15.05.2010.

94. Тюдзе Р. Физическая химия полимеров / Р. Тюдзе, Т. Каваи. -М.: Химия, 1977. -296 с.

95. Урьев Н.Б. Компьютерное моделирование процесса формирования коагуляционных структур в статистических и динамических условиях / Н.Б. Урьев, A.B. Черемисов, А.Ю. Ткачев. Коллоидный журнал. 1999.-Т. 61. - № 3. - С. 413 -417.

96. Филиппов П.В. Исследование свойств наполненного полиэтилена / П.В. Филиппов, И.М. Крюкова. Современные техника и технологии:Труды VI Междунар. научнопракт. конф. молодых ученых. Томск. - 2000. - С. 331-333.

97. Фомин В.Н. О некоторых аспектах прогнозирования свойств полимерных композиционных материалов / В.Н. Фомин, Е.Б. Малюкова, Н.Ю. Ломовская. Материаловедение.- 2006.- № 6.- С. 10 — 14

98. Фу К.С. Структурные методы в распознавании образов / К.С. Фу. М.: Мир, 1977. - 247 с.

99. Хакен X. Синергетика / X. Хакен. М.: Мир, 1989. - 424 с.

100. Хеерман Д.В. Методы компьютерного эксперимента в теоретической физике / Д.В. Хеерман. 1990. - 175с

101. Эсбенсен К. Анализ многомерных данных. Избранные главы / К. Эсбенсен. Пер. с англ. C.B. Кучерявского; Под ред. O.E. Родионовой. Черноголовка: Изд-во ИПХФ РАН, 2005. - 124 с.