Разработка комплекса методов и исследование теплофизических свойств наполненных фторопластов

Иванов, Василий Алексеевич

Разработка комплекса методов и исследование теплофизических свойств наполненных фторопластов тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.14 ВАК РФ

Иванов, Василий Алексеевич АВТОР

кандидата технических наук УЧЕНАЯ СТЕПЕНЬ

Якутск МЕСТО ЗАЩИТЫ

2000 ГОД ЗАЩИТЫ

01.04.14 КОД ВАК РФ

Диссертация по физике на тему «Разработка комплекса методов и исследование теплофизических свойств наполненных фторопластов»

Автореферат диссертации на тему "Разработка комплекса методов и исследование теплофизических свойств наполненных фторопластов"

На правах рукописи

РГВ од

ИВАНОВ Василий Алексеевич с ~ ' " ' г г

УДК 536.4:551.345

РАЗРАБОТКА КОМПЛЕКСА МЕТОДОВ И ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИХ СВОЙСТВ НАПОЛНЕННЫХ ФТОРОПЛАСТОВ

Специальность 01.04.14 - Теплофизика и молекулярная физика

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Санкт-Петербург 2000

На правах рукописи

Иванов Василий Алексеевич

УДК 536.4:551.345

РАЗРАБОТКА КОМПЛЕКСА МЕТОДОВ И ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИХ СВОЙСТВ НАПОЛНЕННЫХ ФТОРОПЛАСТОВ

Специальность 01.04.14 - теплофизика и молекулярная физика

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Санкт-Петербург 2000

Работа выполнена в Институте физико-технических проблем Севера Сибирского отделения Российской академии наук.

Научный руководитель - доктор технических наук, профессор Н.С, Иванов, Официальные оппоненты: доктор физико-математических наук,

профессор Ю. П. Заричняк. кандидат технических наук Р. И. Гаврильев.

Ведущая организация: Якутский Государственный Университет

имени М. К. Аммосова

Защита диссертации состоится " // " МСиЯ-^ 2000 г. в /часов на заседании диссертационного Совета К 053.26.03

в Санкт - Петербургском Государственном институте точной механики и оптики (Техническом Университете) (197101, С - Петербург, ул. Саблинская, 14).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ИТМО

Автореферат разослан " $ " ЛЛС^&^Я-^ 2000 г.

Отзыв на автореферат в двух экземплярах с подписью, заверенной печатью учреждения, просим направить в диссертационный Совет института.

Ученый секретарь

диссертационного Совета К 053.26.03

к. т. н., с. н. с. ]/\ ч В. А. Кораблев

ШАСк.9 29 .А- 4 .О

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Для районов Крайнего Севера России, где события последнего времени привели к сокращению парка машин и механизмов, к трудностям со снабжением запчастями, увеличение срока их службы является особенно злободневной. Применение износо- и термостойких антифрикционных полимерных материалов позволяет резко увеличить срок службы различных машин и механизмов; автомобилей, тракторов, экскаваторов и т.д. Разрешению этой актуальной для Севера проблемы способствует также применение деталей с электропроводящими наполнителями, работающих при отрицательных температурах как саморегулирующиеся нагреватели в узлах горнодобывающей техники.

Особенный интерес с указанной точки зрения, представляют наполненные фторопласты, позволяющие при использовании в узлах трения в несколько раз уменьшить потери на трение, увеличить длительность функционирования без смены смазки и значительно снизить расход горючего. Наполненные фторопласты могут также служить нагревателями, в том числе саморегулирующимися, т.е. способными функционировать без каких-либо внешних регуляторов подводимой энергии. Одним из факторов, сдерживающих использование этих материалов, как в узлах сухого трения, так и для саморегулирующихся нагревателей, является недостаточная исследован-носгь, в особенности, их теплофизических свойств, которые важны для установления эксплуатационных характеристик. Широкий диапазон теплофизических свойств исследуемых материалов, разнообразные требования к процессу определения этих свойств, не позволяют ограничиваться при исследованиях каким-нибудь одним методом. Как известные, так и вновь разрабатываемые методы обладают определенными достоинствами и недостатками. Совместное использование разных методов, объединенных в единый комплекс на основе современных компьютерных измерительно - управляющих систем, дает хорошую возможность объединения их достоинств и взаимного компенсирования недостатков. Таким образом, актуальной является как разработка комплекса методов для исследования теплофизических свойств наполненных фторопластов и создание приборов, устройств и программного обеспечения для реализации этих методов, так и собственно результаты этих исследований.

Цель работы. Разработка комплекса методов для исследования теплофизических свойств твердых тел и исследование теплофизических свойств мелко- и ультрадисперсных наполнителей и наполненных фторопластов.

Задачи исследования:

- разработка на основе компьютерных измерительно - управляющих систем комплекса методов для определения теплофизических свойств твердых тел;

- разработка приборного и программного обеспечения комплекса методов для определения теплофизических свойств твердых тел;

- проведение экспериментов на мелко- и ультрадисперсных наполнителях и наполненных фторопластах с целью изучения особенностей метода и получения новых экспериментальных данных по теплофизическим свойствам указанных материалов.

Научная новизна работы:

-разработан автоматизированный комплекс методов для определения теплофизических свойств твердых тел, включающий в себя методы начальной стадии нагрева, квазистационарного непрерывного нагрева, монотонного режима разогрева;

-для реализации данного комплекса методов создана серия автоматизированных приборов и разработано программное обеспечение;

-с использованием комплекса методов получены новые экспериментальные данные по теплопроводности, теплоемкости и температуропроводности мелко- и ультрадисперсных наполнителей и наполненных фторопластов.

Практическая ценность проведенного исследования состоит в следующем:

-разработанный комплекс методов может использоваться для исследований теплофизических свойств широкого класса твердых материалов;

-созданная серия приборов позволяет исследовать не только теплофи-зические свойства твердых тел, но и процессы спекания фторопластовых изделий;

-результаты экспериментальных исследований теплофизических свойств мелко- и ультрадисперсных наполнителей и наполненных фторопластов используются при проектировании деталей машин и механизмов из данных материалов.

Комплекс методов для определения теплофизических свойств твердых тел и его отдельные составляющие были использованы при выполнении исследований по тематическому плану СО РАН и в хоздоговорных работах Институтом физико-технических проблем Севера СО РАН, кафедрой теплофизики Якутского государственного университета, Институтом мерзлотоведения СО РАН. Результаты экспериментальных исследований теплофизических свойств мелко- и ультрадисперсных наполнителей и наполненных фторопластов нашли практическое применение при математическом моделировании саморегулирующихся нагревателей, разработке и изготовлении изно-

со- и термостойких антифрикционных материалов, а также деталей машин и механизмов из этих материалов Институтом неметаллических материалов СО РАН. ~ ----------

Основные положения, выносимые автором на защиту:

- комплекс методов для определения теплофизических свойств твердых тел, включающий в себя методы начальной стадии нагрева, квазистационарного непрерывного нагрева, монотонного режима разогрева;

- метод определения теплофизических свойств твердых тел в начальной стадии нагрева;

- автоматизированная установка, реализующая метод начальной стадии нагрева;

- метод определения теплофизических свойств твердых тел в режиме квазистационарного непрерывного нагрева;

- автоматизированная установка, реализующая метод определения теплофизических свойств твердых тел в режиме квазистационарного непрерывного нагрева;

- автоматизированная установка, реализующая метод определения теплофизических свойств твердых тел в режиме монотонного разогрева;

- автоматизированная установка по исследованию процесса спекания фторопластовых материалов;

-результаты исследований теплопроводности, теплоемкости и температуропроводности мелко- и ультрадисперсных наполнителей и наполненных фторопластов.

Апробация работы. Основные положения и результаты исследований но теме диссертации докладывались и обсуждались ira IV Всесоюзной научно-практической конференции "Метрологическое обеспечение теплофизических измерений при низких температурах" (Хабаровск, 1985), Всесоюзной конференции "Методы и средства теплофизических измерений" (Москва, 1987), Всесоюзной конференции по теплофизическим свойствам веществ (Новосибирск, 1988), V Всесоюзной научно-практической конференции "Метрологическое обеспечение теплофизических измерений при низких температурах" (Хабаровск, 1988).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 14 работ.

Структура и обтаем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, выводов, списка цитируемой литературы и приложений. Работа содержит 137 страниц машинописного текста, 24 рисунка и 20 таблиц. Список литературы включает 115 наименований.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается актуальность темы диссертации, формулируется направление проведенных исследований, дается общая характеристика работы, ее новизна и практическая значимость, основные положения, выносимые на защиту, а также, описана структура диссертации.

В первой главе вкратце рассмотрены основные свойства исследуемого фторопласта - политетрафторэтилена (ПТФЭ) и его композиций, содержится краткий обзор методов исследования теплофизических характеристик твердых тел, обоснован выбор методов исследования теплофизических характеристик наполнителей и наполненных фторопластов.

ПТФЭ является наиболее перспективным износо- и термостойким антифрикционным полимерным материалом. Обладая целым рядом уникальных свойств, как химическая стойкость, низкий коэффициент трения, морозостойкость, ПТФЭ имеет и ряд недостатков. Главным недостатком, который ограничивает использование данного материала в узлах трения машин и механизмов, является его низкая износостойкость. Для применения в деталях машин и в других устройствах политетрафторэтилену необходимо придать ряд свойств, которыми он не обладает. Для этого используются наполнители, такие как дисульфид молибдена, кокс и алмаз.

Далее проведен обзор и выбор методов исследования теплофизических характеристик наполнителей и наполненных фторопластов. При этом рассмотрены: методы стационарного теплового режима; нестационарные методы; методы регулярного режима, в частности, методы регулярного режима второго рода, квазистационарные методы; метод монотонного теплового режима.

Каждый из этих методов обладает определенными достоинствами и недостатками. Современные компьютеры дают хорошую возможность применить эти методы совместно для того чтобы объединить их достоинства. При этом, с учетом некоторых особенностей полимерных материалов, недостаточной исследованности теплофизических свойств наполненных фторопластов, метод определения теплофизических свойств полимерных материалов должен удовлетворять следующим требованиям:

1. Проведение исследований свойств полимеров в широком диапазоне температур и давлений;

2. Определение всех теплофизических характеристик исследуемых материалов из одного опыта;

3. Обеспечение легкости поддержания заданных условий опыта и возможности быстрого перехода от одних условий к другим;

4. Для удобства использования метода в производственных условиях, он должен быть абсолютным, т.е. таким, чтобы теплофизические свойства можно было определять без использования эталонного материала; -----

5. Ввиду того, что исследуемые материалы выпускаются в различных видах (пластины, детали различной геометрической формы, порошки), требования к форме исследуемого образца не должны быть жесткими;

6. Необходимость оперативного производственного контроля и жесткость требований к наполненным фторопластам диктуют такие противоречивые требования, как кратковременность опыта с одной стороны и погрешность определения теплофизических характеристик не выше 3 - 5% с другой.

Учет всех этих требований в рамках какого-нибудь одного метода является практически невозможным. К тому же усложнение экспериментального исследования приводит к необходимости применения достаточно сложных алгоритмов управления ходом эксперимента во время исследований, обработки результатов измерений. Для эффективного решения указанной проблемы выбранные методы объединены в единый комплекс методов на основе применения компьютерных измерительно - управляющих систем.

Во второй главе описаны методы и средства для исследования тепло-физических свойств ГГГФЭ и его композиций. Рассмотрен разработанный автором комплекс методов исследования теплофизических свойств наполнителей и наполненных фторопластов и описаны приборы для его реализации. Комплекс методов исследования теплофизических свойств наполнителей и наполненных фторопластов включает в себя методы начальной стадии нагрева, квазистационарного непрерывного нагрева, монотонного режима разогрева, исследования процесса спекания полимерных материалов. Методы объединены на основе использования компьютерной измерительно -управляющей системы и общей программы функционирования. Приборная реализация комплекса методов для определения теплофизических свойств наполнителей и наполненных фторопластов включает в себя установку по определению теплофизических характеристик наполнителей методом квазистационарного непрерывного нагрева; измеритель теплопроводности наполненных фторопластов на основе ИТ-Х-400; измеритель теплоемкости наполненных фторопластов на основе ИТ-С-400; измеритель теплопроводности образцов в форме пластины методом начальной стадии нагрева, измерительно- управляющую систему "АКСАМИТ" и персональный компьютер. Комплекс аппаратуры выполнен как замкнутая автоматическая система с общей программой, содержащей алгоритмы измерения, управления за ходом эксперимента, обработки результатов (рис. I).

Измерительно - управляющая система "АКСАМИТ", предназначенная для автоматизации теплофизического эксперимента, применяется для создания многоканальных систем измерения температуры, тензометрических систем, систем градуировки преобразователей физических величин, оператив-

ного контроля сложных технологических процессов, управления физическим экспериментом.

Для определения теплофизических характеристик наполнителей применен разработанный автором в лаборатории теплофизики ИФТПС метод определения теплофизических характеристик дисперсных материалов - метод квазистационарного непрерывного нагрева. Достоинством метода является возможность комплексного и скоростного определения теплофизических свойств порошкообразных материалов, каковыми и являются наполнители. Теоретической основой метода является решение уравнения теплопроводности при разогреве цилиндрического образца тепловым потоком постоянной мощности.

Измеритель теплоемкости

ИТ-С-400

Рис. 1. Схема комплекса методов для определения теплофизических свойств наполнителей и наполненных фторопластов

Метод основан на решении уравнения теплопроводности при граничных условиях II рода, которое может быть записано, как:

Г(г,г) = Г(0) + *£

2а т

Я2 '

1-2-

-I

Я2) „=1

ехр!

где Т(г,т) - температура в точке с координатой г в момент времени г, Т (о) -

средняя начальная температура тела; Дп - корпи характеристического уравнения.

При т>0,5 наступает так называемый квазистационарный тепловой режим, при котором суммой членов ряда можно пренебречь, тогда:

Г(г,г) = 70 +

Г2 ат \(,

К1 4V 1 Я1

Из последнего выражения следуют расчетные формулы. Если измерить температуру в центре цилиндра (г=0) и на его поверхности (г=11), то теплопроводность образца можно определить по формуле:

Л-Ж

2 АТ

Коэффициент температуропроводности определяется по времени отставания температуры в центре от температуры на поверхности образца:

Я2 а = —~,

4Ат

где Ат - время запаздывания.

Объемная теплоемкость определяется из условия теплового баланса по формуле:

с/Ат ср = —---.

КАТ

Установка, реализующая данный метод, состоит из измерительной ячейки в форме цилиндра, измерительно - управляющей системы и персонального компьютера. Основу измерительной ячейки составляют один основной и три охранных нагревателя. Основной нагреватель предназначен для нагрева исследуемого образца определенной мощностью, контролируемой в течение всего периода нагрева. Охранные нагреватели предназначены для поддержания адиабатических условий нагрева исследуемого образца.

Для измерения теплопроводности и теплоемкости наполненных фторопластов использован метод монотонного разогрева. При реализации данного метода за основу установки принят для изучения теплопроводности измеритель теплопроводности ИТ-^-400. для теплоемкости - измеритель теплоемкости ИТ-С-400, серийно выпускаемые Лктюбинским заводом "Эталон". В этих установках использован метод динамического калориметра. Измеритель теплопроводности ИТ-Х-400 и измеритель теплоемкости ИТ-С-400 соответствуют ГОСТ и рекомендованы для подобных измерений. Обе установки были автором автоматизированы с использованием измерительно-управляющей системы и персонального компьютера. В результате этого, как показали специальные контрольные эксперименты, значительно повыси-

лась производительность проведения эксперимента, понизилась погрешность получаемых результатов.

Метод начальной стадии нагрева используется для определения теп-лофизических свойств образцов наполненного фторопласта в форме пластины. Ввиду того, что большинство полимерных материалов выпускаются в виде пластин, ввод данного метода в комплекс методов является вполне обоснованным. Теоретической основой метода является решение уравнения теплопроводности для неограниченной пластины.

Математическая постановка задачи имеет вид:

¿Г(х,т) дгТ(х,г) _ „

—= а-Я > х>-Я, т > 0;

ск дх.

Из решения данной задачи выводится расчетная формула для определения теплопроводности:

ЧК

Я = -

2АТ

1-К-1Г

я=1 Мп

Параметры я, Я, ДТ входящие в данную формулу, определяются в ходе эксперимента, а Ро находится методом итерации из решения уравнения теплопроводности.

Установка, реализующая данный метод, состоит из теплоизолированной измерительной ячейки, измерительно - управляющей системы и персонального компьютера. Основной частью измерительной ячейки является плоский нагреватель из константанового провода и две хромель-алюмелевые термопары. Нагреватель помещается между двумя идентичными исследуемыми образцами с одинаковыми геометрическими размерами, дифференциальная термопара в центре и на поверхности образца, абсолютная термопара - на нагревателе. С помощью нагревателя создается тепловой поток. Разность температур в центре и на поверхности образца измеряется дифференциальной термопарой, температура нагрева образца - абсолютной термопарой. Все измерения, расчеты параметров, входящих в формулу для вычисления коэффициента теплопроводности, обработка результатов проводятся в автоматическом режиме во время эксперимента.

Как показали эксперименты на полиметилметакрилате достоверные результаты получаются при Ео= 0,2 - 0,3. Продолжительность эксперимента зависит от геометрических размеров исследуемых образцов и колеблется от 1 минуты до 30 минут.

Полимерные материалы при своем спекании претерпевают большие термические напряжения, которые иногда приводят к механическим разрушениям. Автоматизированная установка по исследованию процесса спе-

капля полимерных, материалов предназначена для проведения исследовательских работ по оптимизации и выбору температурного режима спекания. Основными узлами установки по исследованию процесса спекания являются печь для спекания, тиристорный блок управления с усилителем мощности, измерительно - управляющая система и персональный компьютер. Установка позволяет непрерывно контролировать температуру в печи, на поверхности и в центре образца, задавать любой изменяющийся во времени температурный режим в печи.

В третьей главе приведены результаты исследований теплофизических свойств наполненных фторопластов и их наполнителей. Рассмотрены зависимость теплофизических свойств мелко- и ультрадисперсных наполнителей от плотности и температуры, а также влияние на теплофизические свойства наполненных фторопластов температуры, концентрации и состава наполнителей.

Теплофизические свойства мелко- и ультрадисперсных наполнителей исследованы методом квазистационарного непрерывного нагрева. Наполнителями фторопластов в экспериментах служили мелкодисперсные: кокс, дисульфид молибдена и алмаз, ультрадисперсные: нитрид кремния, нитрид

кремния - оксид иттрия, Р-сиалон и сиалоп 8-46Р1.

Полученные экспериментальные данные показывают, что у большинства наполнителей с увеличением плотности теплопроводность уменьшается (рис.2).

1800 1600 1400 1200 1000 800 600 400 200 о

0 50 100 150 200 250 300 350 400

р, кг/м3

Рис. 2. Теплофизические характеристики наполнителя из нитрида кремния. • - теплопроводность; ♦ - теплоемкость; * - температуропроводность

Ы04, Вт/(м-К); С, Дж/(кг-К); а-109, м2/сек

•

2 1

-же* 3

— -а? -

А, Вт/(м-К)

Рис. 3. Зависимость теплопроводности сиалона 8-46F1 от плотности Я

1400120010008006004002000225 245 265 285 305

Т,К

Рис. 4. Теплофизические характеристики наполнителя из нитрида

кремния, р = 395.8 кг/м3 П = 0.87 • - теплопроводность; ♦ - теплоемкость; * - температуропроводность

•104, Вт/(м-К); С, Дж/(кг-К); а-109, м2/сек

- ♦

-ж ж *-Ж-ж—Ж. —ж-Ж—» —Жж—ж—ж

Но у некоторых из исследованных ультрадисперсных наполнителей (ß-сиалон и сиалон 8-46F1) при сравнительно больших значениях плотности у теплопроводности появляется тенденция к увеличению, т.е. появляется минимум для зависимости теплопроводности от плотности (рис.3). Аналогичный характер данной зависимости встречается в работах Черепанова В.П., Шавлова И.В., Годило В.В. и др. в экспериментах с- пенопластом ПСБ. При этом увеличение теплопроводности (в нашем случае и в случае с пенопластом) при уменьшении плотности объясняется повышением конвективной составляющей теплопроводности, а дальнейшее увеличение теплопроводности справа от минимума - преобладанием кондуктивной составляющей теплопроводности.

Коэффициент температуропроводности для нитрида кремния, как и теплопроводность, уменьшается с увеличением плотности. При этом удельная теплоемкость имеет значение 1565 Дж/(кг-К) (рис. 2).

Температурная зависимость теплофизических свойств наполнителей исследована при 5-7 различных значениях плотности наполнителя. Исследования проведены в диапазоне температур от 250 до 300° К, т.е. в очень узком интервале. В этом интервале зависимость теплопроводности, температуропроводности и удельной теплоемкости от температуры в пределах погрешности эксперимента линейная (рис.4).

Теплофизические свойства политетрафторэтилена, наполненного коксом (ФК), дисульфидом молибдена (ФМ) и мелкодисперсным алмазным порошком исследованы в зависимости от температуры и концентрации наполнителя на приборах ИТ-Х-400, ИТ-С-400 и методом начальной стадии нагрева. Образцы для измерения теплопроводности на приборах ИТ-Х-400, ИТ-С-400 имели форму диска диаметром 15 мм, высотой от 3 до 3,5 мм, а удельной теплоемкости - диаметром 15 мм и высотой от 9 до 10 мм. Эксперименты проведены для одного наполнения с 3 различными образцами.

Теплопроводность наполненного коксом фторопласта от 330 К до 390 К повышается медленно, а с 390 К до 430 К увеличивается значительно. При дальнейшем повышении температуры теплопроводность медленно снижается. Таким образом, температурная зависимость теплопроводности наполненных фторопластов повторяет ход температурной зависимости теплопроводности фторопласта. Именно такой ход температурной зависимости теплопроводности чистого фторопласта наблюдается и в наших экспериментах, так и в работах Hsu K.L., Kline D.E., Tolinson J. H. При этом теплопроводность с повышением концентрации наполнителя увеличивается (рис.5). Аналогичные зависимости получены и у фторопласта наполненного дисульфидом молибдена. Температурные зависимости теплопроводности фторопластов с наполнителями ß-сиалон, сиалон 8-46F1, нитрид кремния - оксид иттрия 6-176F2 получены для одного значения концентрации наполнителя.

Температура о - Т = 350 К; х - Т = 400 К; А - Т = 450 К Рис. 5. Зависимость теплопроводности ФК от концентрации при разных

температурах

Рис. 6. Температурная зависимость удельной теплоемкости политетрафторэтилена с различным содержанием алмаза в - ПТФЭ; х - щ = 0.1; о - 0.2; А - 0.3 ♦ - ш = 0.4

Как известно, алмаз обладает аномально высокими износостойкостью и теплопроводностью. Поэтому фторопласт с алмазным наполнителем является одним из наиболее перспективных абразивных материалов для различных отраслей народного хозяйства. Теплофизические свойства наполненных алмазами фторопластов исследовались в зависимости от температуры и концентрации алмазов. Измерение теплопроводности образцов производилось в диапазоне температур от 385 до 525 К, а удельной теплоемкости - от 325 до 525 К. Содержание алмазов в образцах составляло 2,7, 10, 20, 30 и 40% от обшей массы образца.

В диапазоне температур от 385 до 520 К теплопроводность фторопласта наполненного мелкодисперсным алмазом меняется практически по линейному закону:

А = о + вТ,

где айв эмпирические коэффициенты, зависящие от концентрации алмазов С (таблица).

Таблица

Значения эмпирических коэффициентов айв

С 0 I 10 20 30 40

а 0,304 ! 0,303 0,325 0,375 0,432

в-104 0,92 | 1,92 1,58 1,42 1,17

Температурная зависимость теплоемкости нелинейная и показана на рис.6. При этом с повышением температуры различие удельных теплоемко-стей наполненных алмазом фторопластов при разных значениях наполнения уменьшается, что объясняется быстрым увеличением удельной теплоемкости алмаза по сравнению с фторопластом при повышении температуры. Удельная теплоемкость от 0 до 7% наполнения алмазами уменьшается по нелинейному закону, а дальше - по линейному.

Изменение теплопроводности в зависимости от концентрации алмазов более сложное (рис. 7). При повышении концентрации алмазов от 0 до 7% теплопроводность быстро увеличивается. От 7 до 20% - наблюдается медленный рост, а при дальнейшем повышении концентрации теплопроводность резко увеличивается. Такой ход изменения теплопроводности можно объяснить следующим образом. При концентрациях от 7 до 20% алмазные наполнители в фторопластовой матрице находятся как замкнутые, изолированные друг от друга и не контактирующие между собой включения. Поэтому, при таких концентрациях теплопроводность изменяется слабо, что хорошо согласуется с литературными данными. При появлении контактов между частицами наполнителя теплопроводность резко начинает увеличиваться, т.е. чем больше концентрация, тем больше координационное число - количество контактов одной частицы с другими. А резкое изменение теплопроводности

0,5 0,45 0,4 0,35 0,3

X, Вт/(м-К)

0,1

0,2

0,3

0,4 „ 0,5 ш

Рис. 7. Зависимость теплопроводности политетрафторэтилена от концентрации алмаза • - Т = 523 К; х - 473; о - 423; Д - 373

Арает, ВТ/(М-К)

0,5 0,45 0,4 0,35 0,3 0,25 0,2

О & X

к у

^^ ! !

У* б

у X

У*

0,2 0,25 0,3 0,35 0,4 0,45 0,5

Вт/(м-К)

Рис. 8. Сравнение расчетных и экспериментальных значений теплопроводности наполненных фторопластов ФК х - модель с изолированными включениями; о - модель в виде стохастической двухкомпонентной смеси;

и нелинейное изменение удельной теплоемкости при малых значениях концентрации наполнителя можно объяснить тем, что введение наполнителя приводит к заметному увеличению аморфной фазы фторопластовой матрицы, что согласуется с данными работы Козырева Ю.П. и др. по исследованию структурных изменений в наполненных фторопластах на основе измерений затухания ультразвука в широком диапазоне температур. Также методом растровой электронной микроскопии Адриановой O.A. показано, что под влиянием наполнителя в структуре фторопласта происходит образование сферолитов, повышение плотности упаковки внутри них, увеличение размеров кристаллитов, что при малом наполнении (до 7%) фторопласта объясняет резкое увеличение теплопроводности, и уменьшение удельной теплоемкости по нелинейному закону. Но при этом необходимо отметить работу Абе-лиова Я.А., где указывается, что не сферолиты определяют свойства полимеров, а более мелкие образования - кристаллиты и аморфные межкристаллит-ные участки.

В четвертой главе рассмотрены расчетные методы определения теп-лофизических свойств полимерных материалов. Исследована теплоемкость ПТФЭ при низких температурах, проведен расчет теплоемкости наполненных фторопластов марки ФК и ФМ, анализируется расчет теплопроводности

полимерных композиций, проведено сравнение расчетных и экспериментальных данных.

Теплоемкость отражает важную связь между макроскопическими свойствами материалов и их микроскопической природой. Наибольший интерес представляет теплоемкость полимеров при низких температурах, когда проявляются квантовые эффекты и, благодаря квазиодномерному характеру структуры, возможно появление новых предельных законов изменения теплоемкости, отличных от закона Дебая. Например, закон кубов Дебая выполняется всего лишь для полностью кристаллического ПТФЭ при температурах ниже 5°К.

В работе приводится краткий обзор теории теплоемкости твердых тел, в том числе рассмотрена модель для расчета теплоемкости цепных и слоистых структур. Табулированы значения одномерной, двумерной и трехмерной функций Дебая при T/0D, изменяющемся от 0,025 до 1,0 К с шагом 0,025. Найдены характеристические температуры Дебая ПТФЭ в температурном диапазоне от J до 130 К методом подгонки к экспериментальным данным. Показано, что закон кубов Дебая работает от 1 до 5 К при характеристической температуре 9п— 95. Рассчитана теплоемкость ПТФЭ при характеристических температурах Дебая í?„=S3 и 0,/~95. Найдены новые характеристические температуры 0,=388 и <9, =47 в случае взаимодействующих цепей. Рассчитана теплоемкость ПТФЭ в случае взаимодействующих цепей при характеристических температурах вх =270, £>3=4б,

<9, =388, 03=47. Проведен расчет объемной и удельной теплоемкостей наполненных фторопластов марки ФК и ФМ.

На основе сравнительного анализа известных методов для теоретического расчета коэффициента теплопроводности наполненных фторопластов выбрана модель в виде стохастической двухкомпонентной системы, состоящей из двух типов частиц в форме куба. Первый тип частиц представляет собой куб из связующего материала, в данном случае фторопласта. Второй тип частиц - куб из фторопласта, в который вписан наполнитель сферической формы.

На основе работ, выполненных Релеем, Максвеллом, Оделевским, Миснаром и др., автор показал, что для определения теплопроводности композиции можно воспользоваться выражением:

Здесь т[ - объемная концентрация связующего, не вошедшего в кубы, и т'2 - объемная концентрация кубов - связаны с объемной концентрацией наполнителя rri2 зависимостью: m'2=\,9\-mi, т{ = \-т'2.

На опытных материалах, представляющих собой ПТФЭ наполненный коксом KJI-1 и мелкодисперсным алмазом, автором проведены исследования выбранной методики определения теплопроводности наполненных фторопластов.

Сравнение расчетных и экспериментальных значений коэффициента теплопроводности (рис. 8) позволяет сделать вывод, что модель в виде стохастической двухкомпонентной системы достаточно достоверно описывает зависимость коэффициента теплопроводности наполненных фторопластов от концентрации. Как показывают проведенные оценки, погрешность метода, которая в значительной степени обусловлена погрешностью исходных данных, вполне удовлетворительна для инженерных расчетов.

В результате выполнения диссертационной работы были достигнуты следующие результаты.

1. Разработан автоматизированный комплекс методов для определения теплофизичсских свойств дисперсных наполнителей и наполненных фторопластов, который включает себя:

- метод квазистационарного непрерывного нагрева;

- методы начальной стадии нагрева;

- метод монотонного режима разогрева на примере приборов

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

ИТ-а.-400,_ИТ-С-400;

- для реализации данного комплекса методов разработано специальное программное обеспечение;

2. Разработан новый метод определения тегогофизических характеристик твердых тел - метод начальной стадии нагрева.

3._Создана автоматизированная установка по исследованию процесса спекания полимерных материалов, предназначенная для проведения исследовательских работ по оптимизации и выбору температурного режима спекания.

4. С использованием разработанного комплекса методов получены новые экспериментальные данные по теплопроводности, теплоемкости и температуропроводности мелко- и ультрадисперсных наполнителей и наполненных фторопластов в зависимости от плотности, температуры, концентрации и состава наполнителей;

- найдены новая характеристическая температура Дебая <90=95 и новые характеристические температуры в случае взаимодействующих цепей ö, =3 88, 0=41. Проведен расчет теплоемкости ПТФЭ при этих температурах.

- проведен расчет теплопроводности полимерных композитам на основе теории обобщенной проводимости и проведено сравнение расчетных и экспериментальных значений теплопроводности.

Основные материалы диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Далбаева Е.К., Иванов В.А., Тимофеев A.M. Об определении теп-лофизических характеристик полимеров методом квазистационарного режима // Сб.: Поведение полимеров при низких температурах. - Якутск: ЯФ СО Ali СССР, 1974. С. 50-53.

2. Иванов В.А., Федосеев С.М. Теплофизические характеристики политетрафторэтилена в газовой среде // Сб.: Исследования по физико-техническим проблемам Севера. - Якутск: ЯФ СО АН СССР, 1974. С. 124127.

3. Филиппов ПИ, Степанов A.B. Тимофеев А.М, Иванов В.А. Исследование теплофизических характеристик Нерюнгринских углей. // В кн.: Проблемы региональной технической политики в зоне БАМ.- Новосибирск :ИГД, 1977. С. 97-104.

4. Иванов В.А. Теплофизические характеристики наполненных фторопластов // Сб.: Вязкоупругие свойства полимеров при низких температурах. -Якутск: ЯФ СО АН СССР, 1979. С. 105-117.

5. Слепцов А.Е, Иванов В.А., Тимофеев A.M. Исследование тепло-физических характеристик мерзлых горных пород россыпных месторождений Якутии // Сб.: Проблемы Горного дела Севера (БНТИ) — Якутск: ЯФ СО АН СССР, 1981(авг.).С. 19-23.

6. Иванов В.А. Расчет теплоемкости политетрафторэтилена и определение теплофизических характеристик его композитов // Сб.: Тезисы докладов IV республиканской конференции молодых ученых и специалистов, посвященной XIX съезду ВЖСМ. -Якутск: ЯФ СО АН СССР, 1982. С. 56-59

7. Филиппов П.И., Степанов A.B., Тимофеев A.M., Иванов В.А., Пермяков П.П. Установка и метод для определения коэффициента диффузии дисперсных сред при фазовых превращениях // Сб.: Тезисы докладов Ш Всесоюзного совещания по низкотемпературным измерениям и их метрологического обеспечения. - М.:ВНИИФТРИ, 1982. С. 101-104.

8. Иванов В.А., Коваленко H.A. Исследование теплопроводности композиций на основе политетрафторэтилена // Сб.: Материалы и конструкции для техники Севера. - Якутск: ЯФ СО АН СССР, 1984. С.41-45.

9. Иванов В.А. Расчет теплоемкости ПТФЭ при низких температурах // Сб. трудов IV Всесоюзной научно-технической конференции "Метрологическое обеспечение теплофизических измерений при низких температурах". - Хабаровск: Дальстандарт, 1985. С.87.

10. Иванов В.А., Степанов A.B., Тимофеев A.M. Автоматизированная установка для комплексного измерения теплофизических свойств и количества незамерзшей воды в протаивающих дисперсных средах // Сб.: Тезисы докладов Всесоюзной конференции "Методы и средства теплофизических измерений" - М.: 1987. С. 85-90.

11. Иванов В.А., Степанов A.B., Тимофеев A.M. Исследование теплофизических характеристик полимерных нагревательных элементов // Сб.: Тезисы докладов VIII Всесоюзной конференции по теплофизическим свойствам веществ, ч.П - Новосибирск: 1988. С. 74-76.

12. Иванов В.А., Степанов A.B., Тимофеев A.M. Автоматизация измерителей теплоемкости ИТ-С-400 и теплопроводности ИТ-1-400 компьютерно-измерительной системой "АКСАМИТ" // Сб.: Тезисы V Всесоюзной научно-технической конференции "Метрологическое обеспечение теплофизических измерений при низких температурах". - Хабаровск: Дальстандарт, 1988. С. 87-90.

13. Иванов В.А. , Степанов A.B., Тимофеев A.M. Экспериментальное измерение и расчет теплопроводности керамзитополистиролбетонов // Инженерно-физический журнал. 1998, т. 71,№ 4. С. 730-733.

14. Иванов В.А., Свириденко В.И., Тимофеев A.M. Неразрушающий метод определения теплопроводности твердых материалов // Сб.: Исследования по теплофизическим проблемам Севера. - Якутск: ЯГУ, 1999. С. 83-88.

Содержание диссертации автор исследовательской работы: кандидата технических наук, Иванов, Василий Алексеевич

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ ИССЛЕДОВАНИЙ ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ПТФЭ И ЕГО КОМПОЗИЦИЙ.

1.1. Общие сведения о теплофизических и физико-химических свойствах ПТФЭ и его наполнителей.

1.2. Краткий обзор и выбор методов исследования теплофизических характеристик наполнителей и наполненных фторопластов.

ГЛАВА 2. МЕТОДЫ И СРЕДСТВА ИССЛЕДОВАНИЯ ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИХ СВОЙСТВ НАПОЛНЕННЫХ ФТОРОПЛАСТОВ.

2.1.Устройство и работа базовой системы автоматизации теплофизического эксперимента.

2.2. Установка по определению теплофизических характеристик наполнителей.

2.2.1.Описание метода.

2.2.2.Функциональная схема установки и ее работа.

2.2.3.Анализ инструментальных и методических погрешностей

2.3. Автоматизированный измеритель теплопроводности наполненных фторопластов.

2.3.1. Описание метода.

2.3.2. Градуировка измерителя.

2.3.3. Описание рабочей программы измерителя теплопроводности ИТ-Х-400 .$

2.4. Автоматизированный измеритель теплоемкости наполненных фторопластов.

2.4.1. Описание метода.

2.4.2. Градуировка измерителя.

2.4.3. Описание рабочей программы измерителя теплоемкости

ИТ-С-400.

2.5. Измеритель теплопроводности образцов в форме пластины.

2.5.1. Теоретические основы метода.

2.5.2. Функциональная схема и работа установки.

2.6. Автоматизация печи для спекания полимерных образцов.

2.6.1. Функциональная схема и работа печи.

ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИХ СВОЙСТВ НАПОЛНЕННЫХ ФТОРОПЛАСТОВ И ИХ НАПОЛНИТЕЛЕЙ

3.1. Зависимость теплофизических свойств мелко- и ультрадисперсных наполнителей от плотности и температуры.

3.2. Зависимость теплофизических свойств наполненных фторопластов от температуры и концентрации наполнителей

ГЛАВА 4. РАСЧЕТНЫЙ СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИХ СВОЙСТВ НАПОЛНЕННЫХ ФТОРОПЛАСТОВ.

4.1. Теплоемкости ПТФЭ и его композиций.

4.1.1. Общая теория теплоемкости твердых тел.

4.1.2. Особенности расчета теплоемкости линейных полимеров.

4.2. Определение теплопроводности наполненных фторопластов на основе теории обобщенной проводимости.

ВЫВОДЫ.

Введение диссертация по физике, на тему "Разработка комплекса методов и исследование теплофизических свойств наполненных фторопластов"

Для районов Крайнего Севера России, где события последнего времени привели к сокращению парка машин и механизмов, к трудностям со снабжением запчастями, увеличение срока их службы является особенно злободневной. Применение износо- и термостойких антифрикционных полимерных материалов позволяет резко увеличить срок службы различных машин и механизмов: автомобилей, тракторов, экскаваторов и т.д. Разрешению этой актуальной для Севера проблемы способствует также применение деталей с электропроводящими наполнителями, работающих при отрицательных температурах как саморегулирующиеся нагреватели в узлах трения горнодобывающей техники.

Особенный интерес с указанной точки зрения, представляют наполненные фторопласты, в частности, композиционные материалы на основе политетрафторэтилена, позволяющие при использовании в узлах трения в несколько раз уменьшить потери на трение, увеличить длительность функционирования без смены смазки и значительно снизить расход горючего. Наполненные фторопласты могут также служить нагревателями, в том числе саморегулирующимися, т.е. способными функционировать без каких-либо внешних регуляторов подводимой энергии.

Для применения в деталях машин и в других устройствах политетрафторэтилену необходимо придать ряд свойств, которыми он не обладает. Распространенным путем модификации свойств ПТФЭ является введение наполнителей. Для этого, например, используются такие наполнители, как дисульфид молибдена или кокс. Воздействие наполнителей на свойства получаемого материала не является однозначным. Например, введение в ПТФЭ 20 % кокса более чем в 600 раз повышает износостойкость. Однако при этом увеличиваются коэффициент трения и жесткость. Поэтому создание композиционных материалов требует выполнения большого объема комплексных исследований свойств при варьировании химического состава, концентрации, формы и размеров частиц наполнителя.

Одним из факторов, сдерживающих использование этих материалов, как в узлах сухого трения, так и для саморегулирующихся нагревателей, является недостаточная исследованность, в особенности, их теплофизических свойств, которые важны для установления эксплуатационных характеристик. Широкий диапазон теплофизических свойств исследуемых материалов, разнообразные требования к процессу определения этих свойств, не позволяют ограничиваться при исследованиях каким-нибудь одним методом. Как известные, так и вновь разрабатываемые методы обладают определенными достоинствами и недостатками. Совместное использование разных методов, объединенных в единый комплекс на основе современных компьютерных измерительно - управляющих систем, дает хорошую возможность объединения их достоинств и взаимного компенсирования недостатков. Таким образом, актуальной является как разработка комплекса методов для исследования теплофизических свойств наполненных фторопластов и создание приборов, устройств и программного обеспечения для реализации этих методов, так и собственно результаты этих исследований.

Целью диссертационной работы является разработка комплекса методов для исследования теплофизических свойств твердых тел и исследование теплофизических свойств мелко- и ультрадисперсных наполнителей и наполненных фторопластов.

Задачи исследования:

- разработка на основе компьютерных измерительно-управляющих систем комплекса методов для определения теплофизических свойств твердых тел;

Научная новизна работы:

Практическая ценность проведенного исследования состоит в следующем:

Комплекс методов для определения теплофизических свойств твердых тел и его отдельные составляющие были использованы при выполнении исследований по тематическому плану СО РАН и хоздоговорным работам Институтом физико-технических проблем Севера СО РАН, кафедрой теплофизики Якутского государственного университета, Институтом мерзлотоведения СО РАН. Результаты экспериментальных исследований теплофизических свойств мелко- и ультрадисперсных наполнителей и наполненных фторопластов нашли практическое применение при математическом моделировании саморегулирующихся нагревателей, разработке и изготовлении изно-со- и термостойких антифрикционных материалов, а также деталей машин и механизмов из этих материалов Институтом неметаллических материалов СО РАН.

Основные положения, выносимые автором на защиту:

- метод определения теплофизических свойств твердых тел в начальной стадии нагрева;

- автоматизированная установка, реализующая метод начальной стадии нагрева;

- метод определения теплофизических свойств твердых тел в режиме квазистационарного непрерывного нагрева;

- автоматизированная установка по исследованию процесса спекания фторопластовых материалов;

Диссертация состоит из введения, четырех глав, выводов, списка цитируемой литературы и приложений. Работа содержит 139 страниц машинописного текста, 22 рисунка и 20 таблиц. Список литературы включает 115 наименований.

Список источников диссертации и автореферата по физике, кандидата технических наук, Иванов, Василий Алексеевич, Якутск

1. Абелиов Я.А. Исследование теплофизических свойств полимерных материалов, применяемых в машиностроении, в температурном диапазоне 100-^600° К. Автореф. дисс. на соискание степени канд. техн. наук. - М. 1981. - 18 с.

2. Абелиов Я.А., Кириллов В.Н., Митрофанова Е.А. Анизотропия свойств композиционных материалов // Тез. докл. научно-техн. конф. «Методы испытаний и исследований полимерных материалов для авиастроения». М.: ВИАМ, 1977. С.48-49.

3. Абелиов Я.А., Кириллов В.Н., Петрова А.П., Рогов Н.С. Теплопроводность наполненных композиций на основе клея ВК-28 // Пластические массы. 1977. - № 7. - С.21-22.

4. Абелиов Я.А., Арутюнов Б.А., Гухман A.A., Кириллов В.Н. Температурный коэффициент теплопроводности аморфных полимеров // ВМС.- 1979.- Т. 21Б, № 5. С.397-398.

5. Агроскин A.A., Глейбман В.Б. К теории теплопроводности каменноугольного кокса // Химия твердого топлива. 1972.- № 5. - С.116-121.

6. Агроскин A.A., Глейбман В.Б. Теплофизика твердого топлива. М.: Недра, 1980. - 256 с.

7. Агроскин A.A., Глейбман В.Б., Гоигаров Е.И., Скляр М.Г. Тепло- и температуропроводность каменноугольных коксов // Кокс и химия. 1974.- № 6. С.24-26.

8. Адрианова O.A. Исследование и разработка морозостойких антифрикционных полимерных материалов на основе политетрафторэтилена для деталей герметизирующих устройств. Автореф. дисс. на соискание ученой степени канд.техн.наук. Якутск, 1985. - 17 с.

9. Арутюнов Б.А. Температурная зависимость теплопроводности полимерных материалов // ИФЖ. 1973. - Т. 24, № 4. - С. 632-638.

10. Бартенев Г.М., Воеводская М.В. Упрощенный метод расчета теплового линейного расширения резин // Каучук и резина. 1966. - № 3. - С.25-26.

11. Бартенев Г.М., Ремизова A.A., Кулешов И.В., Мартынов М.А. Объемное расширение полиэтилена различной степени кристалличности в широком интервале температур // ВМС. 1973.- Т.15А, №> 11. - С.2480-2489.

12. Баширов A.B., Манукян A.M. Исследование коэффициента теплопроводности полимеров при различных температурах и давлениях // Механика полимеров. 1974.- № 3. - С.564-566.

13. Бухина М.Ф. Кристаллизация каучуков и резин. М., Химия, 1973. 239 с.

14. Вайнштейн В.Э., Троянская Г.И. Сухие смазки и самосмазывающиеся материалы.- М.: Машиностроение, 1968. 179 с.

15. Ван-Кревелен Д.В. Свойства и химическое строение полимеров. М.: Химия, 1976. - 415 с.

16. Васильев JI.JL, Танаева С.А. Теплофизические свойства пористых материалов. Минск: Наука и техника, 1971. - 268 с.

17. Волков Д.П., Заричняк Ю.П., Муратова Б.Л. Расчет теплопроводности наполненных полимеров // Механика композиционных материалов.- 1979. -№ 5. С. 939-942.

18. Вундерлих Б., Баур Г. Теплоемкость линейных полимеров. Пер. с англ. и нем. Тодоровского Ю.К. М.: Мир, 1972. - 238 с.

19. Гаврилов А.Н., Володин В.П., Кувшинский Е.В. Теплопроводность полимеров в области их размягчения // ВМС. 1972. - Т.14Б, № 10. - С. 687690.

20. Гальперин Л.Н. Метод и установка линейного нагрева // ИФЖ. 1963.- Т. 6, №1.-С. 39-45.

21. Годило П.В., Патуроев В.В., Романенков И.Г. Беспрессовые пенопласты в строительных конструкциях. М.: Стройиздат, 1969. - 175 с.

22. Годовский Ю.К. Теплофизические методы исследования полимеров. М.: Химия, 1976. -216 с.

23. Горносталь П.М., Левандовский В.В., Танцюра Т.П. Теплопроводность политетрафторэтилена, изотермически закристаллизованного при различных температурах. В кн,: Физика конденсированного состояния. Киев: КПП, 1980. - С.101-106.

24. Далбаева Е.К., Иванов В.А., Тимофеев A.M. Об определении теплофизи-ческих характеристик полимеров методом квазистационарного теплового режима. // Сб.: Поведение полимеров при низких температурах. Якутск: ЯФ СО АН СССР, 1974. - С.50-53.

25. Дашко Н.М., Новиченок JI.H., Спорячин Э.А. // Пластические массы. -1970, № -С.11.

26. Донцов A.A., Иванов А.Б., Каменский А.Н., Чулюкина A.B., Корнев А.Е. Влияние наполнителей на надмолекулярную структуру и свойства фтор-каучуков и их вулканизатов // Коллоидный журнал. 1976. - Т.38, № 5. -С.880-885.

27. Дульнев Г.Н., Заричняк Ю.П. Теплопроводность смесей и композиционных материалов.- Д.: Энергия, 1974. 264 с.

28. Дульнев Т.Н., Заричняк Ю.П. Прогнозирование теплофизических и физико-механических свойств. Доклад на V европейской конференции по теп-лофизическим свойствам твердых тел при высоких температурах. 1976.

29. Жданович В.А., Чашкин Ю.Р. Государственный специальный эталон единицы теплопроводности твердых тел в интервале температур от 60 до 300 К // Измерительная техника. 1976. - № 3. - С.116-122.

30. Иванов В.А., Андреев A.B. Исследование теплофизических свойств наполненных фторопластов. (Промежуточный отчет, тема 17.10.3.2.). -Якутск. 1983.-41 с.

31. Иванов В.А., Федосеев С.М. Теплофизические характеристики политетрафторэтилена в газовой среде // Сб.: Исследования по физико-техническим проблемам Севера. Якутск: ЯФ СО АН СССР, 1974. -С.124-127.

32. Иванов В.А., Коваленко H.A. Исследование теплопроводности композиций на основе политетрафторэтилена // Сб.: Материалы и конструкции для техники Севера. Якутск: ЯФ СО АН СССР, 1984. - С.41-45.

33. Иванов В.А. Расчет теплоемкости ПТФЭ при низких температурах // Сб. трудов IV Всесоюзн. научно-техн. конф. "Метрологическое обеспечение теплофизических измерений при низких температурах". Хабаровск: Дальстандарт, 1985. - С.87.

34. Иванов В.А., Степанов A.B., Тимофеев A.M. Исследование теплофизических характеристик полимерных нагревательных элементов. // Сб.: Тезисы докладов VIII Всесоюзной конференции по теплофизическим свойствам веществ. Новосибирск: ИТФ, 1988.- 4.2.

35. Иванов В.А. , Степанов A.B., Тимофеев A.M. Экспериментальное измерение и расчет теплопроводности керамзитополистиролбетонов. ИФЖ, 1998, т. 71, №. 4, с. 730-733.

36. Иванов В.А., Свириденко В.И., Тимофеев A.M. Неразрушающий метод определения теплопроводности твердых материалов. // Сб.: Исследования по теплофизическим проблемам Севера. Якутск: ЯГУ, 1999. - С. 83-88.

37. Иванов В.А. Теплофизические характеристики наполненных фторопластов. // Сб.: Вязкоупругие свойства полимеров при низких температурах. -Якутск: ЯФ СО АН СССР, 1979. С. 109-117.

38. Иллерс К.Х. Стеклование и релаксационные свойства аморфных сополимеров в твердом состоянии // Химия и технология полимеров. 1967, № 5.- С.96-129.

39. Калинин А.Н. Об определении коэффициента теплопроводности двухточечным зондированием поверхности образца // ИФЖ. 1976. - Т.30, № 4.- С.693-699.

40. Каммерер И.С. Теплоизоляция в промышленности и строительстве. М.: Изд-во литературы по строительству, 1965. - 378 с.

41. Карслоу Г., Егер Д. Теплопроводность твердых тел. М.: Наука, 1964. -487 с.

42. Кауфман Б.Н. Теплопроводность строительных материалов. М.: Изд-во по строительству и архитектуре, 1955.- 160 с.

43. Кириллов В.Н., Дубинкер Ю.Б., Ефимов В.А., Донской A.A. Теплопроводность систем кремний-органический эластомер-порошкообразный минеральный наполнитель //ИФЖ. 1972. - Т.23, № 3. - С.486-49Л.

44. Кириллов В.Н., Соболев И. В., Ефимов В.А., Гаранин С.Д. Теплофизические свойства стеклопластиков с кремнеземным наполнителем // Пластические массы. 1973, № 2. - С.54-57.

45. Кириченко Ю.А. Исследование в области температурных измерений // Труды ВНТИМ. 1961, вып. 51. - С.34-39.

46. Кожевников И.Г., Новицкий JI.A. Теплофизические свойства материалов при низких температурах. -М.: Машиностроение, 1982. 328 с.

47. Колупаев В.О. Расчет коэффициента теплопроводности гетерогенных полимерных систем // ВМС. 1977. - Т.19Б, № 10. - С.755-758.

48. Кондратьев Г.М. Регулярный тепловой режим. М.: Гостехиздат, 1954. -408 с.

49. Кондратьев Г.М. Тепловые измерения. M.-JL: Машгиз, 1957. - 244 с.

50. Липатов Ю.С. Физическая химия наполненных полимеров. М.: Химия, 1977-304 с.

51. Лыков A.B. Новый метод определения коэффициента температуропроводности влажных материалов // Журнал технической физики. 1935. -№5, вып. 2.

52. Лыков A.B. Теория теплопроводности.- М.: Высшая школа, 1967. 599 с.

53. Малышев В.М. Измерительно-управляемая система на базе микро-ЭВМ // Измерительная техника. 1985, № 11. - С.54-55.

54. Манделькерн Л. Кристаллизация полимеров. М.-Л.: Химия, 1966. - 336 с.

55. Мартынюк М.М., Семенченко В.К. К термодинамике полимеров. 3. Термодинамическая устойчивость кристаллических полимеров // Коллоидный журнал. 1963. - Т. 25, № 2. - С. 190-196.

56. Мелентьев П.В. Приближенные вычисления. -М: Физматгиз, 1962 388 с.

57. Методы определения коэффициента теплопроводности. ГОСТ 7076-54.

58. Миснар А. Теплопроводность твердых тел, жидкостей, газов и их композиций. -М.: Мир, 1968. 464 с.

59. Мома Ю.А., Дашкевич JI.JI. О теплопроводности наполненных компаундов.// В кн.: Герметизация и бескорпусная защита полупроводниковых приборов и радиоэлектронных узлов. Труды МИЭМ. М., 1974. - Вып. 40. - С.49-67.

60. Паншин Ю.А., Малкевич С.Г., Дунаевская Ц.С. Фторопласты. JI.: Химия, 1978.-232 с.

61. Перепечко И.И. Введение в физику полимеров. М.: Химия, 1977. - 271 с.

62. Пивень А.Н., Гречаная H.A., Чернобыльский И.И. Теплофизические свойства полимерных материалов. Киев: Вище школа, 1976. - 180 с.

63. Платунов Е.С. Теплофизические измерения в монотонном режиме. JL: Энергия, 1973.- 143 с.

64. Платунов Е.С., Буравой С.Е., Курепин В.В., Петров Г.С. Теплофизические измерения и приборы. JL: Машиностроение, 1986. - 256 с.

65. Поваренных A.C. Твердость минералов. Киев: АН УССР, 1963. - 304 с.

66. Ремизов H.A., Ремизова A.A., Леоско Е.А., Мартынов М.А. Определение степени кристалличности в сложных аморфно-кристаллических структурах//ЖФХ. 1979. - Т.53, № 10. - С.2665-2666.

67. Ржевский В.В., Новик Г.Я. Основы физики горных пород. М.: Недра, 1967.-288 с.

68. Салохин В.Ф., Спирин Г.Г., Галкин И.Ф. Исследование теплопроводности композиционных составов на основе эпоксидного компаунда и металлических порошков // ИФЖ. 1978. - Т.34, № 5. - С.932.

69. Семенченко В.К. К термодинамике полимеров. I. Термодинамика мезофаз // Коллоидный журнал. 1962. - Т.24, № 3. - С.323-331.

70. Справочник химика.- JI.-M.: Госхимиздат, 1962. Т.1. - 742 с.

71. Степанов A.B., Тимофеев A.M. Теплофизические свойства дисперсных материалов. Якутск: ЯФ СО АН СССР, 1994. - 124 с.

72. Сухарева JI.A., Зубов П.И., Ященко Г.Н. Влияние структурообразования в олигомерах на температурную зависимость физических характеристик // ИФЖ. 1973. - Т.25. - С.330-335.

73. Танаева С.А., Булгакова Л.В., Домород Л.С., Евсеева Л.Е. Влияние термостарения на тепловые свойства эпоксидных стеклопластиков // ИФЖ. -1975. Т.29, № 6. - С.1057-1062.

74. Танаева С.А., Домород Л.С., Евсеева Л.Е. Особенности теплопереноса в карбо- и стекловолокнитах при низких температурах // ИФЖ. 1980. -Т.39, № 6. - С.1061-1065.

75. Тарасов В.В. К теории низкотемпературной теплоемкости линейных макромолекул // ДАН СССР. 1945. - Т.46, № 1. - С.22-25.

76. Тарасов В.В. Теория теплоемкости цепных и слоистых структур // ЖФХ. 1950.-Т.24, № 1.-С.111-128.

77. Тарасов В.В. О новых экспериментальных подтверждениях нашей теории теплоемкости цепных и слоистых структур // ЖФХ. 1953. - Т.27, № 9. -С.1430-1436.

78. Тарасов В.В. Проблемы физики стекла. М.: Стройиздат, 1979. - 255 с.

79. Ферри Дж. Д. Вязкоупругие свойства полимеров. М.: ИЛ, 1963. -535 с.

80. Черепанов В.П., Шамов И.В. Теплопроводность газонаполненных пластических масс // Пластические массы. 1974, № 10. - С.53-55.

81. Черкасова JI.H. Влияние структуры на теплопроводность полимеров // ЖФХ. 1959. - Т.ЗЗ, № 9. - С.1928-1932.

82. Чудновский А.Ф. Теплофизические характеристики дисперсных материалов. М.: Физматгиз, 1962. - 456 с.97.1Пленский О.Ф. Тепловые свойства стеклопластиков. М.: Химия, 1973.221 с.

83. Ярышев H.A. Влияние отвода тепла по датчику на точность измерения температур поверхности //Известие ВУЗов: Приборостроение. 1963. -Т.6, № 1. - С.134-141.

84. Ященко Г.Н., Сухарева J1.A. Исследование температурной зависимости теплофизических характеристик олигомеров и сетчатых полимеров на их основе // ИФЖ. 1978.- Т.35, № 4. - С.622-627.

85. Choy C.L. Thermal conductivity of polymers // Polymer. 1977. - Vol.18, № 10. - P.984-1004.

86. Clark E.S., Muus L.T. // Krist. Z. 1962. - P.l 17.

87. Eiermann K. // Kunststoffe. 1961. - Vol.51, № 9. - P.104-109.

88. Eiermann K., Hellwege K.H. Thermal conductivity of high polymers from -180°C to 90°C. // J. Polymer Sei. 1962. - Vol.57. - P.99-106.

89. Evans E.H., Flatley W.T. Bearing for vacuum operation retaines material and design // Transact. ASME. 1963. - Vol.85, Ser.B, №2. - P. 129-134.

90. Finegold L., Phillips N. //Phys.Rev. 1969. - Vol.177. - P. 1383.139

91. Furukawa G.T., McCoskey R.E., King G.J. // J.Res.Natl.Bur.Std. 1952. -Yol.49.-P.273.

92. Hsu K.Z., Kline D.E., Tomlinson J.H. Thermal conductivity of polytetra fluoroethylene // J. Appl. Pol. Sci. 1965. - Vpl.9, №11.- P.3567-3574.

93. Henning J., Knappe W. Anisotropy of thermal conductivity in stretched amorphous linear polymers and in strained elastomers // J. Polymer Sci. 1964. -V0I.6A. - P. 167-174.

94. Genensku S.M., Newell G.F. // J. Chem. Phys. 1957. - Vol.26. - P.486.

95. Kirkpatrick Sc. // Percolation and conduction reviews of modern physics. -1973.- Vol.45. P.574-588.11 l.Marx P., Dole M. // J.Amer.Chem.Soc. 1955. - Vol.77. - P.4771.

96. Marx P., Malcolme D. // J.Amer.Chem.Soc. 1955.- Vol.77. - P. 1955.

97. Powell R.W. // Thermal conductivity. 1968, № 2. - P.275-338.

98. Reese W., Tucker J.E. // J.Chem.Phys. 1965. - Vol.43. - P. 105.