Ин таҳқиқоти таҷрибавӣ тақвияти илтиёмҳои эпокси дар асоси обро, ки варақаҳои тунуки пӯлоди электрикиро, ки дар муҳаррикҳои барқӣ ва генераторҳо истифода мешаванд, бо зарраҳои резинии сохтории ядроӣ нигоҳ медоранд, меомӯзад. Тадқиқотчиён рафтори муолиҷаи лаки эпоксидӣ, ҳарорати гузариши шиша, устувории пӯсти ламинатҳо ва муқовимат ба шикастани хастагӣ байни зарраҳои ядрои силикон ва зарраҳои асосии полибутадиенро муқоиса карданд.

Лак намунавӣ бо эпоксиди эфири бисфенол-А диглицидил бо вазни эквиваленти эпокси тақрибан 500 г/мол омода карда шудааст. Лакҳо бо ядрои кремний CSP-Si ё бо ядрои полибутадиен CSP-PBR ба мастер-батҳои тиҷоратӣ, ки дорои зарраҳо мебошанд, илова карда шудааст. Мундариҷаи Masterbatch байни фоиз 1 ва фоиз 10 дар сатҳи лак иваз карда шуд; Дар озмоишҳои механикии ламинатҳо асосан таносуби фоизии 1, 2 ва 5 истифода мешуданд.

Мастербатчи асосии силикон фарорасии гелатсияи эпоксии покро аз тақрибан 172°C то тақрибан 167–170°C дар аксари формулаҳо коҳиш дод. Дар мастер-батҳои асосии полибутадиен, оғози гелатсия тақрибан дар 173–176°C ба амал омад. Ҳеҷ кадоме аз тағирдиҳанда ҳарорати гузариши шишагии эпоксии комилан муолиҷашударо то дарсад ба мундариҷаи 5, ки тақрибан 110°C буд, ба таври назаррас тағйир надод. Дар фоизи 10 мундариҷаи masterbatch, ҳарорати гузариши шиша ба 114–115°C боло рафт.

Дар таҷрибаҳои пӯсти рол дар 23°C анҷом дода шуд, қувваи баландтарини умумӣ дар ламинат, ки дарсадии 5 CSP-Si masterbatch дорад, ба даст омад. Ин арзиш, ки тақрибан 6,7 Н/мм аст, маънои афзоиши тақрибан 45 дар муқоиса бо истинодҳои поки эпоксидиро дорад. Бо баланд шудани ҳарорат то 100, 120 ва 140°C, қувваи пӯсти ҳамаи формулаҳо коҳиш ёфт; Таъсири мусбати зарраҳои ядроӣ, махсусан дар минтақаи гузариши шишагии эпоксид маҳдудтар шудааст.

Дар озмоишҳои механикаи шикасти хастагӣ, беҳбудии назаррастарин боз ҳам дар формулаи дорои 5 фоиз CSP-Si мушоҳида шуд. Суръати ҳаддии озодшавии энергияи деформатсия [ G_{\mathrm{th}} ], ки барои оғози пешрафти тарқиш зарур аст, барои эпоксиди холис аз 34 J/m² дар 23°C то 44 J/m² ва аз 26 J/m² дар 70°C то 38 J/m² афзуд. Инҳо мутаносибан ба афзоиши тақрибан 30 фоиз ва 45 фоиз мувофиқанд.

Дар формулаҳои CSP-PBR, ҳадди баландтарини хастагӣ дар 23°C ҳамчун 40 J/m² бо фоизи 2 мундариҷаи masterbatch чен карда шуд. Аз тарафи дигар, мушоҳида карда шуд, ки тағирдиҳандаи полибутадиен 70 дар °C бартарии доимиро таъмин намекунад. Фоиз 5 Арзиши ҳадди ниҳоии формулаи CSP-PBR дар 70°C поёнтар аз истинод боқӣ монда, ба 22 J/m² афтод.

Сатҳи шикаста як механизми зарари омехтаро нишон дод, ки дар он тарқиш байни ду интерфейси пӯлоди қабати эпоксии тунуки микрометрӣ паҳн мешуд. Тадқиқотчиён фикр мекунанд, ки механизмҳои пурзӯргардонӣ ба монанди зарраҳои қабати ядроӣ, ки пеши тарқишҳоро ислоҳ мекунанд, холигии зарраҳо ва деформатсияи пластикии эпоксии атроф метавонанд самаранок бошанд. Аммо, ин механизмҳои наноскопӣ мустақиман тасвир карда нашудаанд; Микроскопияи электронии баландтар ҳамчун кори оянда пешниҳод карда шудааст.

Вазифаи қабати эпокси дар ламинатҳои пӯлоди барқӣ

Моторҳои барқӣ ва ядроҳои генератор аз варақаҳои тунуки пӯлоди электрикӣ ба ҷои як порчаи пӯлоди ғафс, ки дар болои ҳамдигар ҷойгир шудаанд, ташкил карда мешаванд. Изолятсияи электрикии плитаҳо аз ҳамдигар ҷараёнҳои гирдоби дар натиҷаи майдони магнитии тағйирёбанда ва талафоти энергияи бо онҳо алоқамандро кам мекунад.

Қабатҳои эпоксидӣ дар ин сохтор ду вазифаро иҷро мекунанд:

• Барои таъмини изолятсияи электрикӣ байни плитаҳои пӯлоди электрикии ҳамсоя,
• Ба таври механикӣ пайваст кардани тахтаҳо дар тамоми рӯи замин.

Барои нигоҳ доштани зичии баланди нерӯи мотор ё генератор, қабати илтиёмӣ бояд то ҳадди имкон борик ва якхела бошад. Аз ин рӯ, қабатҳои эпоксидӣ, ки дар таҳқиқот истифода мешаванд, танҳо тақрибан 5–12 мкм ғафсӣ мебошанд.

Мазмуни пасти пайвастагиҳои органикии идоранашаванда, пасти оташгиранда, бӯи камтар ва мувофиқат барои равандҳои пӯшиши катон бартариҳои муҳими лакҳои эпокси дар асоси об мебошанд. Бо вуҷуди ин, эпоксидҳо табиатан маводи шикаста мебошанд. Микрокрекҳо дар қабати тунуки эпоксидӣ метавонанд дар зери бори такрории механикӣ ва гармӣ ба деламинатсия оварда расонанд.

Норасоии дониш дар тадқиқот

Сахтгардонии эпоксидӣ бо зарраҳои резинӣ ё қабати ядроӣ як усули маълум дар илтиёмҳои ғафси сохторӣ ва композитҳо мебошад. Баръакси ин, дар ламинатҳои пӯлоди электрикӣ, ки бо лакҳои эпоксиии об пайваст карда шудаанд, ҷустуҷӯи систематикии зарраҳои ядроӣ барои қабатҳои илтиёмӣ танҳо чанд микрометр ғафсӣ вуҷуд надорад.

Ҳадафи асосии тадқиқот муайян кардани таъсири зарраҳои наноскопии ядроӣ дар ду сатҳи гуногун аст:

• Сатҳи лак: Оғози гелатсия, рушди часпак ва ҳарорати гузариши шиша аз эпоксии комилан шифоёфта.
• Сатҳи ламинат: Қувваи пӯст, муқовимати афзоиши тарқишҳои хастагӣ ва механизми шикаста.

Таҳқиқот инчунин савол медиҳад, ки оё ядроҳои гуногуни резинӣ, ба монанди силикон ва полибутадиен, дар ҳарорати хонагӣ ва ҳарорати баланд якхела иҷро мекунанд.

Таркиби лаки модели эпоксидӣ дар асоси об

D.E.R. аз ҷониби Olin Corporation ҳамчун қатрони асосӣ таъмин карда мешавад. 671 бисфенол-А эфири диглицидил истифода шуд. Вазни эквиваленти эпоксии қатрон тақрибан 500 г/мол аст.

Таркиби лак ба таври зерин омода карда мешавад:

• Бисфенол-А қатрони эпоксиди эфири диглицидил,
• Полоксамер 407 эмульгатор дар 10 фоизи тамоми система,
• Об ба андозаи 45 фоизи тамоми система,
• 99 фоизи тозагии дициандиамид сахтгиркунанда дар метоксипропанол гудохта шудааст,
• Сахтгардонандаи каме аз ҳад зиёд стоихиометрии DICY дар таносуби 1,1: 1 ба эпоксид.

Истифодаи DICY-и шадиди стехиометрӣ ҳадафи он аст, ки гурӯҳҳои эпоксидӣ ҳангоми муолиҷа ба ҳадди имкон табдили баланд расонанд ва сохтори шабака аз сабаби маҳдудиятҳои топологӣ нопурра набошад.

Модификаторҳои сохтори ядро–қабат

Evonik Albidur EP 2240 A барои CSP-Si истифода шудааст, Kaneka Кейн Ас MX150 барои CSP-PBR истифода шудааст. Гуфта мешавад, ки ядрои полибутадиен бо қабати сополимери мувофиқ иҳота шудааст, ки ба акрилат асос ёфтааст.

Мастербатчҳо ба лаки обӣ тавассути эмульсияҳои баландсуръати бурида илова карда мешаванд. Ҳарчанд гуфта шуда буд, ки фоизи 1, 2, 5, 8 ва 10 дар қисмати таҷрибавӣ омода карда шудаанд, аммо дар ҷадвалҳои натиҷаҳо фоизи формулаи 8 гузориш дода нашудааст. Дар таҷрибаҳои механикии ламинат танҳо фоизи мундариҷаи 1, 2 ва 5 арзёбӣ карда шуданд.

Аҳамияти таҷрибавии интиқолдиҳандаи мастербатч

Ҳарду мастербатҳои тиҷоратӣ на танҳо зарраҳои резиниро дар бар мегиранд; Он инчунин як интиқолдиҳандаи эпоксидро бо вазни эквиваленти эпокси камтар аз қатрони модели волидайн муаррифӣ мекунад. Қимати EEW-и қатрони асосӣ тақрибан 500 г/мол аст, дар ҳоле ки арзиши интиқолдиҳандаи masterbatch тақрибан 300 г/мол аст.

Аз ин рӯ, ҳама тағироти ченакро танҳо ба зарраҳои резинӣ нисбат додан ғайриимкон аст. Қатрони интиқолдиҳандаи арзиши пасти EEW:

• Зичии функсияҳои эпоксидӣ,
• Суръати муолиҷа,
• Зичии байнисоҳавии сохтори шабака,
• Рафтори ҷараён ва фишурдани лак

метавонад тағир ёбад. Муҳаққиқон махсусан ин таъсири интиқолдиҳандаро ҳангоми тафсири натиҷаҳои гелатсия ва гузариши шиша таъкид мекунанд. Дар таҳқиқот формулаи алоҳидаи назорат вуҷуд надошт, ки зарраҳоро дар бар намегирад, аммо ҳамон як қатрони интиқолдиҳандаи пасти EEW-ро дар бар мегирад.

Омодасозии варақаҳои пӯлоди электрикӣ

M-800-50A пӯлоди барқӣ бидуни самти ғалла, ки ба стандарти DIN EN 10106 мувофиқат мекунад, ҳамчун асос истифода мешавад. Ғафсии табақ 0,5 мм аст.

Тартиби истеҳсолот чунин аст:

1. Равған ва пасмондаҳои истеҳсолӣ бо шустани гарми сілтӣ тоза карда шуданд.
2. Лак ба сатҳи аввал бо майсаи табиии 14 мкм татбиқ карда шуд.
3. Қабати аввал дар 210°C барои сонияҳои 5 хушк карда шуд.
4. Сатҳи муқобил ҳамин тавр пӯшонида мешавад.
5. Қабати дуюм дар 210°C барои сонияҳои 20 хушк карда шуд.
6. Ғафсии қабати қисман ба ҳам алоқаманди B-марҳилаи тақрибан дар 5–8 мкм чен карда шудааст.
7. Варақаҳо болои ҳамдигар гузошта шуда, дар давоми ду соат дар 180°C ва зери фишори 0,3 МПа табобат карда шуданд.

Ламинатҳо, ки аз чор табақи пӯлод барои таҷрибаҳои пӯсти рол ва шаш плитаи пӯлод барои озмоиши шикастани хастагӣ иборатанд, истеҳсол карда шуданд.

Озмоиши сахтшавӣ ва гелшавӣ

Рафтори реокинетикии лакҳо тавассути таҳлили механикии динамикӣ бо геометрияи плита ба табақ мувофиқи равиши ASTM D4473-03 омӯхта шуд.

Дар тарафи чапи расми 1 насби таҷрибавии ларзиши пластинка ва тарафи рост муайянкунии фарорасии гелатсияро аз хатти мураккаби часпакӣ нишон медиҳад. Ҳарорат аввал преполимери сахти эпоксидро гудохта, часпакиро каме кам мекунад. Вақте ки алоқаи байни DGEBA ва DICY суръат мегирад, часпакӣ зиёд мешавад; Вақте ки шабакаи сеченака ташаккул меёбад, афзоиш хеле тезтар мешавад.

Оғози гелатсия аз чорроҳаи тангенсҳои барои платои пасти часпак кашидашуда ва қитъае, ки часпак зуд афзоиш ёфтааст, муайян карда шуд.

Андозаи ҳарорати гузариши шиша

Барои муайян кардани ҳарорати гузариши шишагии эпоксиди пурра сахтшуда, амплитудаи деформатсия то 0,1 фоиз кам карда шуд, басомад дар 1 Hz нигоҳ дошта шуд ва намунаҳо дар фосилаи 70–120°C бо суръати 2 K/дақиқа гарм карда шуданд.

Ҳарорати гузариши шиша [ T_G ] аз ҳадди максималии каҷи омили талафот муайян карда шуд. Ин ҳарорат минтақаеро ифода мекунад, ки дар он ҷо ҳаракати сегменталии занҷирҳои эпоксидӣ ба таври назаррас афзоиш меёбад.

Озмоиши устувории пӯстшавӣ бо ғалтак

Қувваи пайвастшавӣ бо озмоишгари универсалии ZwickRoell Z020 мувофиқи DIN EN 1464 чен карда мешавад. Як табақи пӯлоди аз ламинати чорқабата аз се плитаи дигар пӯст карда мешавад.

• Суръати санҷиш: 100 мм/дақ.
• Ҳолати муҳити зист: 23°C ва фоизи 50 намии нисбӣ.
• Ҳарорати иловагии санҷиш: 100, 120 ва 140°C.
• Ҳадди ақал панҷ ламинат барои ҳар як формула.
• Қисмҳои ҷойивазкунии аввал ва охирини 25 мм аз ҳисоби миёна хориҷ карда шуданд.

Қувваи пӯсти рол бо роҳи тақсим кардани қувваи миёнаи ченшуда ба паҳнои намуна баҳо дода шуд. Қисми зиёди энергияе, ки дар ин таҷриба чен карда шудааст, на танҳо аз шикастани илтиём, балки инчунин аз пластикии хам шудани табақи пӯлоди пӯлод ба даст меояд.

Санҷиши афзоиши тарқишҳои хастагӣ

Намунаҳои чӯби дугонаи кантилверии шаш табақ барои чен кардани муқовимати тақсимшавӣ ба шароити хидмат наздиктар омода карда шуданд. Тарқишҳои ибтидоии сунъӣ тавассути ҷойгир кардани ду варақи нуқра бо ғафсии умумии камтар аз 0,5 мкм дар қабати илтиёмии марказӣ сохта шуданд.

Дар тарафи чапи расми 2, намунаи чӯби дукаратаи кантилвер ва пеши тарқиш нишон дода шудааст ва дар тарафи рост механизмест, ки дар он чаҳор намунаро ҳамзамон дар муҳити аз ҳарорат назоратшаванда санҷидан мумкин аст.

Суръати паҳншавии тарқишҳои меҳвари амудӣ дар як давра дар хатҳои хастагӣ:

\[ \frac{da}{dN} \]

меҳвари уфуқӣ баландтарин суръати барориши энергия дар давра мебошад:

\[ G_{\max} \]

намоиш медихад. Яке аз арзишҳои муҳимтарин аз нуқтаи назари тарроҳӣ дар минтақаи остона аст, ки дар он афзоиши тарқишҳо хеле суст мешавад:

\[ G_{\mathrm{th}} \]

арзиш. [ G_{\mathrm{th}} ] баландтар маънои онро дорад, ки барои паҳншавии тарқишҳои хастагӣ қувваи калони механикӣ лозим аст.

Муоинаи сатҳҳои шикаста

Сатҳи шикаста пас аз хастагӣ бо чор усули гуногун арзёбӣ карда шуд:

• Тасвири макроскопӣ бо камераи Nikon D700,
• Таснифи сатҳи сиёҳ-сафед бо скрипти Python бо истифода аз арзиши ҳадди дастӣ,
• Профили баландии рӯизаминӣ бо 50 микроскопи васеъкунии лазерии конфокалӣ,
• Харитасозии пайвандҳои кремний-оксиген тавассути спектроскопияи Raman.

Дар тасвирҳои дуӣ, минтақаҳои сиёҳ пӯлоди барқии фошшударо намояндагӣ мекунанд ва минтақаҳои сафед минтақаҳои эпоксидиро, ки дар рӯи замин боқӣ мондаанд, намояндагӣ мекунанд.

Андозаҳои Raman бо лазери 532 nm, сатрҳои 1800/мрамчаи дифраксионӣ, вақти ба даст овардани 5 сонияҳо ва қадами сканеркунии 2 мкм анҷом дода шуданд. Spectra 300–3100 см⁻¹ дар диапазон чамъ оварда шудааст.

Натиҷаҳо дар бораи фарорасии гелатсия

Расми 3 каҷҳои мураккаби часпакии аз ҳарорат вобастаи формулаҳои силикон ва полибутадиенро дар панелҳои алоҳида нишон медиҳад. Барои эпоксии пок, афзоиши якбораи часпак аз тақрибан аз 172°C оғоз меёбад, ташаккули шабакаи сеченакаро ифода мекунад.

Дар аксари формулаҳои CSP-Si, гелатсия дар ҳарорати паст оғоз ёфт. Муҳаққиқон инро ҳам ба интиқолдиҳандаи арзиши пасти EEW ва ҳам варам ва таъсири мутақобилаи ядрои зарраҳо ё ниҳонӣ дар дохили эпокси рабт медиҳанд. Дар

CSP-PBR формулаҳо, фарорасии гелатсия на камтар аз истинод, балки одатан аз 1–4°C баландтар аст. Ин натиҷа ба изҳороти абстрактии тадқиқот мувофиқат намекунад, ки "ҳарду намуди CSP фарорасии гелатсияро коҳиш доданд." Вақте ки Ҷадвали 1, Расми 3, қисмати натиҷаҳо ва натиҷаҳои умумӣ якҷоя арзёбӣ карда мешаванд, дидан мумкин аст, ки коҳиши ҳарорати гелатсия асосан дар формулаҳои CSP-Si рух медиҳад.

Тағйирёбии ҳарорати гузариши шиша

Дар диапазони дарсадии 1–5 masterbatch, ҳарорати гузариши шиша дар байни 110–112°C боқӣ монд. Ин натиҷа нишон медиҳад, ки интиқоли асосии сегменталӣ дар шабакаи комилан шифоёфтаи эпоксид сарфи назар аз илова кардани ядрои резинии чандир ба таври назаррас коҳиш наёфтааст.

Афзоиши арзиши [ T_G ] дар фоизи 10 муҳтавои masterbatch ба 114°C барои CSP-Si ва ба 115°C барои CSP-PBR бо он шарҳ дода мешавад, ки интиқолдиҳандаи поёнии EEW шабакаи салиб-пайвандиро эҷод мекунад. Гуфта шуд, ки фоизи формулаҳои 10 аз сабаби рафтори гуногуни табобаташон ба санҷишҳои механикӣ дар сатҳи ламинат дохил карда нашудаанд.

Зичии байни пайвандҳо мустақиман бо варам, спектроскопия ё моделсозии шабака дар таҳқиқот чен карда нашудааст. Тафсири зичтари шабака ин хулосаест, ки аз арзиши EEW ва рафтори гузариши шишагии қатрони интиқолдиҳанда гирифта шудааст.

Устувории пӯстшавӣ бо ғалтак дар 23°C

Дар расм қувваи пӯсти ролҳои ламинатҳои 4, CSP-Si ва CSP-PBR дар 23, 100, 120 ва 140°C нишон дода шудааст.

Натиҷаҳои асосӣ дар ҳарорати хонагӣ инҳоянд:

• Ламинати истинод тақрибан 4,6 Н/мм аст.
• Фоизи формулаи 5 CSP-Si арзиши баландтаринро бо 6,7 N/mm дод.
• Такмили CSP-Si нисбат ба истинод тақрибан 45 фоизро ташкил медиҳад.
• Фоизи 5 Формулаи CSP-PBR тақрибан дарсадии 25-ро таъмин кард.
• Дар фоизи дигар, формулаҳои 1 ва 2 CSP низ умуман дар боло истинод натиҷа доданд.

Мавҷудияти зарраҳои қаҳваранг имкон дод, ки эпоксии шикаста бештар пластикӣ деформатсия кунад ва ҳангоми пӯсткунӣ энергияи бештар истеъмол кунад. Бо вуҷуди ин, азбаски натиҷаи пӯсти рол на танҳо энергияи шикастани байнифаъолияти часпакро чен мекунад, рафтори каҷкунии плитаи пӯлод низ ба натиҷаҳо мусоидат мекунад.

Рафтори пӯсти ҳарорати баланд

Вақте ки ҳарорат ба 100°C боло рафт, фарқияти байни формулаҳо камтар шуд. Гарчанде ки CSP-PBR дар баъзе мундариҷаҳо дар 100°C нисбат ба CSP-Si каме самараноктар ба назар мерасад, хати каҷи 5 CSP-Si дар ин ҳарорат дар зери истинод боқӣ мемонад. Аз ин рӯ, изҳороти умумӣ дар хулоса, ки ҳама формулаҳои CSP аз истинод дар ҳар ҳарорат зиёдтаранд, барои ҳама нуктаҳои расми 4 эътибор надоранд.

120°C аз ҳарорати гузариши шишагии эпокси, ки тақрибан 110°C аст, болотар аст. Аз сабаби зиёд шудани ҳаракати занҷир дар ин минтақа, қувваи пӯсти ҳамаи ламинатҳо ба таври назаррас коҳиш ёфт. Аммо, ламинатҳои дорои CSP-Si нисбат ба истинод тақрибан 25 дарсад баландтаранд.

140 Дар °C ҳама хатҳо тақрибан ба сифр наздик мешаванд. Ин натиҷа нишон медиҳад, ки системаи эпоксии тафтишшуда қобилияти борбардории худро дар ҳарорате, ки аз ҳарорати гузариши шиша хеле баландтар аст, гум мекунад.

Ҳадди афзоиши тарқишҳои хастагӣ

Самаранокии хастагии зарраҳои ядрои силиконӣ

Расми 5 каҷҳои афзоиши тарқишҳои формулаҳои CSP-Si-ро нишон медиҳад. Рангҳо ба се минтақа тақсим мешаванд:

• Ҳадди ё минтақаи паҳншавии тарқишҳо,
• Минтақаи афзоиши устувори тарқишҳо,
• Минтақаи шикастани ноустувор ва зуд.

Фоизи 5 CSP-Si формулаест, ки афзоиши тарқишҳоро дар 23 ва 70°C хеле суст мекунад. Арзиши ҳадди:

\[ 34\ \mathrm{J/m^2}\rightarrow44\ \mathrm{J/m^2} \]

ва:

\[ 26\ \mathrm{J/m^2}\rightarrow38\ \mathrm{J/m^2} \]

ба таври зерин афзуд.

Фоизи 2 CSP-Si, гарчанде ки он дар санҷиши пӯсти рол фоидаовар буд, аммо аз истинод дар ҳадди хастагӣ зиёд набуд. Ин натиҷа нишон медиҳад, ки қувваи баланди пӯсти кӯтоҳмуддат ҳатман маънои онро надорад, ки муқовимат ба тарқишҳои хастагии дарозмуддат низ баланд хоҳад буд.

Фаъолияти хастагии зарраҳои асосии полибутадиен

Мувофиқи расми 6, CSP-PBR дар 23°C рушди устувор ва дар минтақаҳои ҳадди ақал таъсири маҳдуд, вале мусбатро таъмин намуд. Қимати баландтарин 40 J/m² бо фоизи мундариҷаи masterbatch 2 мебошад.

Дар 70°C натиҷаҳо тағйирёбандатаранд:

• Фоиз 1 CSP-PBR: 28 J/m²,
• Фоиз 2 CSP-PBR: 30 J/m²,
• Фоизи 5 CSP-PBR: 22 Ҷ/м².

Ҳарчанд фоизи формулаи 2 аз истинод аз 26 J/m² баландтар аст, беҳбудӣ дар мундариҷа мисли CSP-Si он қадар калон ва пайваста нест. Фоизи формулаи 5 дар зери истинод боқӣ монд. Аз ин рӯ, муҳаққиқон ба хулосае омаданд, ки CSP-PBR дар 70°C бартарии назаррас ва боэътимоди хастагӣ ба вуҷуд наовард.

Чаро рейтингҳои пӯстшавӣ бо ғалтак ва хастагӣ фарқ мекунанд

Ин рақам мустақиман 7, 23 дарсад 5 CSP-Si ва дарсад 2 CSP-PBR, ду формулаи муваффақтаринро дар °C муқоиса мекунад. Ҳарду дар муқоиса бо эпоксии пок кинетикаи афзоиши тарқишҳоро беҳтар мекунанд.

Бо вуҷуди ин, пайдарпаии пӯст кардани рол ва хастагии формулаҳо яксон нестанд. Сабабҳои асосии ин инҳоянд:

• Пелинги ролл як озмоиши деформатсияи кӯтоҳмуддат ва калон аст.
• Ҳангоми пӯст кардани рол, варақи пӯлод ба таври пластикӣ хам мешавад.
• Санҷиши хастагӣ ҳазорон давраҳоро бо суръати пасти паҳншавии тарқишҳо фаро мегирад.
• Дар намунаи DCB, деформатсияи пластикии дастҳои пӯлод пешбинӣ нашудааст.
• Рушди устувори тарқишҳо ва хазандагон дар минтақаи остона, ҷамъшавии зарари маҳаллӣ ва рафтори интерфейс муҳимтар аст.

Аз ин рӯ, дар ҳоле ки қувваи пӯсти якдафъаинаи формула баланд аст, ҳадди хастагӣ метавонад ба ҳамон андоза зиёд нашавад.

Механизмҳои пурзӯркунии пешниҳодшуда

Таҳқиқот нишон медиҳад, ки зарраҳои қабати аслӣ метавонанд бо механизмҳои зерин эпоксидро мустаҳкам кунанд:

• Такмил ё каҷ кардани пеши тарқишҳо аз ҷониби зарраҳо,
• Кавитацияи ядрои резинӣ,
• Ҷудокунии маҳаллии зарра аз матритса,
• Афзоиши пластикӣ дар атрофи холигоҳҳо,
• Ташаккули бандҳои буридан дар матритсаи эпокси,
• Тақсимоти фишор дар назди тарқиш дар майдони калонтар.

Ин тавзеҳот бо механизмҳои пурзӯргардонии дар адабиёт маълум ва тағйироти қувват, ки дар таҷрибаҳо чен карда шудаанд, мувофиқанд. Бо вуҷуди ин, рафтори зарраҳои наноскопии инфиродӣ дар назди тарқиш мустақиман дар таҳқиқот мушоҳида карда нашудааст. Аз ин рӯ, механизм як тафсири имконпазир аз иҷрои макроскопии ченшуда ва сатҳи шикастан аст.

Механизми омехтаи шикаст

16. ва 17. Ҷадвалҳои 3 ва Ҷадвалҳои 4, 23 ва 70 дар саҳифаҳо тасвирҳои бинарии сиёҳу сафеди сатҳҳои шикастани пас аз хастагӣ дар °C ба вуҷуд омадаанд.

Крек на танҳо як интерфейси пӯлоди эпоксидиро пайгирӣ кард. Ба ҷои ин:

1. Ба воситаи интерфейс интиқол дода шудааст,
2. Он ба қабати тунуки эпоксиди микрометрӣ ворид шуд,
3. Ба интерфейси пӯлод-эпокси дар тарафи муқобил гузашт,
4. Вай ин гузарҳоро дар қад-қади тарқиш борҳо такрор кард.

Аз ин рӯ, хисорот шикастани сирф илтиёмӣ нест, ки дар интерфейси пайвастшавӣ рух медиҳад ё нокомии танҳо дар дохили эпоксид рух медиҳад; Ин як шикастани омехтаест, ки дар он ду механизм якҷоя мавҷуданд.

Гузаришҳои зуд-зуд байни интерфейсҳо дар намунаҳои истинод ва CSP-PBR дар 23°C шакли шикастани бориктар ва доғдорро ба вуҷуд оварданд. Ҷазираҳои калонтари эпоксидӣ дар ҳарорати баланд дида шуданд. Бо вуҷуди ин, байни шакли тасвирҳо ва [ G_{\mathrm{th}} ] ё суръати устувори афзоиши крек ҳеҷ гуна робитаи возеҳи ягона муқаррар карда намешавад.

Профилҳои сатҳи конфокалии лазерӣ

Профилҳои баландӣ дар расми 8 тағироти ногаҳонии баландро дар нуқтаҳое нишон медиҳанд, ки тарқиш аз қабати эпоксидӣ мегузарад ва ба интерфейси муқобил мепарад. Тафовутҳои баландии ченшуда дар ламинатҳои

CSP-Si тақрибан чунинанд:

• 12 мкм дар фоиз формулаи 1,
• 8 мкм дар фоиз формулаи 5

дар диапазон аст. Дар аксари намунаҳои CSP-PBR ғафсии қабат аз 8 мкм поён боқӣ монд ва дарсад формулаи 5 аз ин тамоюли умумӣ фарқ мекард.

Ин натиҷа нишон медиҳад, ки навъи мастербатч на танҳо ба шабакаи эпоксидӣ, балки ба миқдори лак, ки ҳангоми ламинатсия дар байни варақҳо фишурда мешавад, таъсир мерасонад. Азбаски ғафсии илтиёмӣ маҳдудкунии минтақаи коркарди пластикиро дар назди тарқишҳои хастагӣ тағир медиҳад, баъзе фарқиятҳои иҷрои механикӣ метавонанд аз ғафсии қабат бошад, на химияи зарраҳо.

Натиҷа бо харитасозии Raman нишон дода шудааст

Расми 9 харитаи Raman-и ҷазираи эпоксидиро дар сатҳи шикастани ламинат бо фоизи 5 CSP-Si нишон медиҳад. Минтақаҳои сурх минтақаҳоеро нишон медиҳанд, ки қуллаи Raman бо пайвастагии кремний ва оксиген баланд аст.

Дар тақрибан 2 мкм ҳалли фазоии:

• Дар кунҷҳои ҷазираҳои эпоксидӣ ҷамъшавии назарраси зарраҳои кремний вуҷуд надорад.
• Дар миқёси микрометр ягон кластерҳои калони CSP-Si ошкор карда нашуданд.
• Ҳеҷ далеле вуҷуд надорад, ки гузариши крек ба интерфейси муқобил аз ҷониби агломератсияи зарраҳои калони кремний ба вуҷуд омадааст.

Гуфта мешавад, ки заррачаҳои ибтидоии ядроӣ дар миқёси нанометр мебошанд. Аз ин рӯ, харитаи 2 мкм қабати Raman наметавонад зарраҳои алоҳида ё нанокластерҳои хурдро ҳал кунад; он метавонад танҳо агломератсияҳои калон ва гетерогениро дар миқёси микрометр истисно кунад.

Ҷиҳатҳои қавии таҳқиқот

• Тарҳи таҷрибавии бисёрзинагӣ истифода шуд, ки аз лаки эпокси дар асоси об то ламинати воқеии пӯлоди электрикӣ иборат буд.
• Ду химияи асосии резинии гуногун дар як системаи қатронҳои асосӣ муқоиса карда шуданд.
• Мундариҷаи Masterbatch ба таври мунтазам тағир дода шудааст.
• Табобат, гузариши шиша, пӯст ва рафтори хастагӣ якҷоя арзёбӣ карда шуданд.
• Барои ҳар як формула дар таҷрибаҳои пӯсти рол ҳадди аққал панҷ намуна истифода мешуд.
• Тарқишҳои хастагӣ дар тӯли давра бо истифода аз усули мутобиқшавӣ назорат карда шуданд.
• Маълумот дар бораи хастагӣ бо хатҳои Hartman–Schijve арзёбӣ мешавад.
• Сатҳи шикаста тавассути аксбардории макроскопӣ, профилометрияи конфокалӣ ва харитаи Raman тафтиш карда шуд.
• Муқоисаи натиҷаҳои хастагии 23°C ва 70°C ҳассосияти ҳарорати ивазкунандаҳоро намоён сохт.
• Ба таври возеҳ нишон дода шудааст, ки пошидани рол ва пайдарпаии хастагӣ яксон нестанд.

Маҳдудиятҳои асосии тадқиқот

• Кор як чопи пешакист, ки аз ҷониби ҳамсолон баррасӣ нашудааст.
• Ягон назорати интиқолдиҳандаи безарра вуҷуд надорад, ки эффекти зарраҳоро аз интиқолдиҳандаи masterbatch-и пасти EEW ҷудо кунад.
• Мастербатҳои гуногун ҳангоми ламинатсия ғафсии гуногуни илтиёмиро эҷод карданд; Ин фарқияти ғафсӣ метавонад ба натиҷаҳои хастагӣ таъсир расонад.
• Андоза ва зичии рақами зарраҳо мустақиман чен карда нашудаанд.
• Кавитацияи зарраҳои алоҳида дар пеши тарқиш, шикастани пайванд ё афзоиши холӣ мустақиман тасвир карда нашудааст.
• Ҳалли 2 мкм харитаи Raman барои тасдиқи тақсимоти наноскопӣ кофӣ нест.
• Шумораи такрорҳо дар санҷишҳои хастагӣ ва парокандагӣ байни намунаҳо ба таври муфассал дода нашудааст.
• Барои натиҷаҳо ягон арзиши p, фосилаи эътимод ё санҷиши аҳамият гузориш дода нашудааст.
• Хасташавӣ танҳо дар 23 ва 70°C санҷида шудааст.
• 140 Гарчанде ки кори механикӣ дар °C гум мешавад, таҳлили муфассали зарар барои ҳарорати баландтар пешбинӣ нашудааст.
• Ҳеҷ гуна шароити кори мустақими муҳаррик, спектрҳои ларзиш ё пиршавии гармии дарозмуддат татбиқ карда нашудааст.
• Таъсири имконпазир бо равғани трансформатор ё моеъи сардкунандаи мустақим омӯхта нашудааст.
• Кор танҳо бо пӯлоди барқии M-800-50A ва ҳолати муайяни тозакунии сатҳ анҷом дода шуд.
• Гарчанде ки фоизи мундариҷаи 8 дар қисмати таҷрибавӣ номбар шудааст, он ба натиҷаҳо дохил карда нашудааст.
• Фоизи формулаҳои 10 ба санҷишҳои механикии ламинат дохил карда нашудаанд.
• Маълумоти хоми таҷрибавӣ дар анбори кушода мавҷуд нест, аммо аз ҷониби муаллифи мувофиқ бо дархост дастрас карда мешавад.

Мутобиқӣ ва қайдҳои ҳисоботӣ дар дохили матн

• Дар реферат гуфта мешавад, ки ҳарду намуди CSP фарорасии гелатсияро коҳиш медиҳад; аммо, Ҷадвали 1 нишон медиҳад, ки формулаҳои CSP-PBR нисбат ба истинод ҳарорати баландтари gelation доранд.
• Дар бахши натиҷаҳо навишта шудааст, ки афзоиши дарсадии 45 барои CSP-Si дар "45°C" ба даст омадааст. Усули санҷиш, расми 5, Ҷадвали 2 ва хулоса нишон медиҳанд, ки ин ҳарорат 70°C аст.
• Дар ривоятҳои расми 5 ва расми 6 тартиби аз рост ба чапи панелҳои 23 ва 70°C баръакс шудааст; Мувофиқи тамғакоғазҳои графикӣ, 23°C дар тарафи чап ва 70°C дар тарафи рост ҷойгир аст.
• қуллаи Si–O дар фасли усули Raman 500 см⁻¹, натиҷаҳо ва расм дар тавсифи 9 560 см^{−1 Он ҳамчун} муайян карда шудааст:
• Гарчанде ки хулоса гуфта мешавад, ки ҳама формулаҳои CSP қувваи пӯстро зиёд мекунанд, баъзе нуқтаҳои ҳарорат ва мундариҷа дар поён ё хеле наздик ба истинод дар расми 4 мебошанд.

Ин фарқиятҳо тамоюлҳои асосии таҳқиқотро аз байн намебаранд; Бо вуҷуди ин, он ҷадвалҳо ва графикҳои аслиро талаб мекунад, ки ҳамчун асос барои истифодаи такрории додаҳо ва санҷиши мустақил истифода шаванд.

Таҳқиқот чиро нишон медиҳад?

• Мастербатчи асосии силикон метавонад фарорасии гелизатсияи эпокси дар асоси обро то чанд дараҷа коҳиш диҳад.
• Илова кардани CSP то дарсад 5 ҳарорати гузариши шишаро ба таври назаррас коҳиш намедиҳад.
• Тағирдиҳандаҳои қабати аслӣ метавонанд қобилияти пӯсти ролро дар 23°C зиёд кунанд.
• Фоизи 5 CSP-Si дар байни формулаҳои тафтишшуда баландтарин қувваи пӯсти ҳарорати хонагӣ дод.
• Фоиз 5 CSP-Si, 23 ва 70 муқовимати остонаи тарқишро дар °C ба таври назаррас афзоиш доданд.
• Беҳтарин натиҷаи хастагии 23°C барои CSP-PBR бо фоизи 2 мундариҷаи masterbatch ба даст омад.
• Таъсири CSP-PBR дар 70°C дар тамоми мундариҷа мувофиқ нест.
• Қувваи пӯсти рол ва ҳадди тарқишҳои хастагӣ як рейтинги моддиро намедиҳад.
• Шикастан як механизми омехтаест, ки дар байни ду интерфейси пӯлоди эпоксидӣ иваз мешавад.
• Дар ҷадвали микрометр барои CSP-Si ягон агломератсияи назаррас ошкор нашудааст.

Таҳқиқот чиро исбот намекунад?

• Ин исбот намекунад, ки ҳама такмили механикии ченшуда танҳо аз зарраҳои резинӣ вобаста аст.
• Он таъсири интиқолдиҳандаи masterbatch-ро дар муолиҷа ва зичии салиб-пайванд аз таъсири зарраҳо ҷудо намекунад.
• Фиксатсияи тарқишҳо ба таври мустақим кавитацияи зарраҳо ва ташаккули бандҳои буриданро наноскопӣ нишон намедиҳад.
• Фоиз нишон намедиҳад, ки таносуби 5 CSP-Si оптималии универсалӣ барои ҳама эпоксиҳои ба об асосёфта мебошад.
• Муҳлати хизмати маводро дар муҳаррик ё генератори воқеӣ ҳисоб намекунад.
• Мутобиқати кимиёвиро дар муҳаррикҳои мустақими бо равған хунукшаванда нишон намедиҳад.
• Ин нишон намедиҳад, ки муолиҷаи ҳарорати баланд сарҳадҳои гузариши шишагии эпоксидро нест мекунад.
• Изолятсияи барқ, талафоти ҷараёнҳои гирдобӣ, иҷрои магнитӣ ё самаранокии моторро чен намекунад.
• Таъсири илова кардани зарраҳоро ба рутубати дарозмуддат, равған, гардиши гармӣ ё рафтори пиршавии оксидшавӣ муайян намекунад.

Аҳамияти илмӣ ва технологӣ

Муҳимтарин саҳми тадқиқот дар он аст, ки он нишон медиҳад, ки қабатҳои эпоксиии микрометрии тунуки обро мустаҳкам кардан мумкин аст ва бо навъи дурусти зарраҳо на танҳо қувваи пӯсти кӯтоҳмуддат, балки муқовимати тарқишҳои хастагӣ ба суръати пастро низ зиёд кардан мумкин аст.

Махсусан он, ки формулаи 5 CSP-Si беҳбуди 70°C-ро таъмин мекунад, дар робита ба муҳаррикҳои электрикӣ, ки дар ҳарорати назоратшаванда кор мекунанд, назаррас аст. Бо вуҷуди ин, талафоти якбораи қувваи пӯст дар диапазони 120–140°C нишон медиҳад, ки ҳарорати гузариши шишагии шабакаи эпоксидӣ маҳдудияти асосии хидматрасонӣ боқӣ мемонад.

Бастаҳои пӯлоди барқии пурқуввати рӯизаминӣ барои генераторҳо ва муҳаррикҳои автомобилии барқӣ дар истеҳсоли энергияи барқароршаванда:

• Он метавонад хатари ҷудошавии қабатро коҳиш диҳад,
• Метавонад рафтори ларзиш ва садоро беҳтар кунад,
• Он метавонад тамомияти механикии қабатҳои тунуки изолятсияро нигоҳ дорад,
• Метавонад ба умри дарозтари хидмат мусоидат кунад.

Аммо, тадқиқот ин дастовардҳои сатҳи системаро мустақиман чен накардааст. Барои гузаштан ба истифодаи саноатӣ пиршавии дарозмуддати гармӣ-механикӣ, мутобиқат бо моеъҳои хунуккунӣ, изолятсияи электрикӣ ва таҷрибаҳои аслии муҳаррик лозим аст.

Усул ва натиҷаҳои тадқиқот

Хулосаи техникии тарҳрезии омӯзиш

Шароитҳои андозагирӣ

Бозёфтҳои асосии миқдорӣ

Мазмуни илмии шаклҳо ва ҷадвалҳо

Эзоҳ оид ба арзёбии оморӣ ва маълумот

Миқдори миёна ва парокандаи ҳадди аққал панҷ намуна дар таҷрибаҳои пӯсти рол дода мешавад. Аммо:

• Дар байни гурӯҳҳо санҷиши гипотеза гузаронида нашудааст.
• арзишҳои p гузориш дода нашудаанд.
• Фосилаи эътимод дода нашудааст.
• Миқдори такрори санҷишҳои хастагӣ дар як гурӯҳ дақиқ гуфта нашудааст.
• Hartman–Schijve коэффисиентҳои мувофиқ ё номуайянии мувофиқ ба ҷадвал оварда нашудаанд.

Аз ин рӯ, фарқиятҳое, ки ҳамчун "муҳим" ё "муҳим" муайян шудаанд, асосан аз рӯи каҷҳо, арзишҳои миёна ва миқдори муҳандисӣ шарҳ дода шуданд; набояд бо ахамияти статистикй баробар карда шавад.

Эзоҳ дар бораи манбаъ ва усул

Номи пурраи асар:Effect of core-shell particles on the curing kinetics of waterborne epoxy varnishes and the mechanical performance of electrical steel laminates

Муаллифон ва тартиби онҳо: Gernot M. Wallner; Cornelia Marchfelder; Anna Seyr; Gabriel Riedl.

Муаллифи вобаста: Gernot M. Wallner.

почтаи электронии муаллиф: gernot.wallner@jku.at

Ҳаммуаллиф ё ҳаммуаллиф: Ягон изҳороти муштараки муаллифӣ ё саҳми муштарак вуҷуд надорад.

Муассисае, ки дар PDF зикр шудааст: Christian Doppler Laboratory for Superimposed Mechanical-Environmental Ageing of Polymeric Hybrid Laminates (CDL-AgePol), Department of Polymer Durability and Regenerative Energy, Institute of Polymeric Materials and Testing, University of Linz, Altenberger Str. 69, 4040 Linz, Austria.

Муассисае, ки дар SSRN муайян шудааст: Johannes Kepler University Linz.

DOI:10.2139/ssrn.6947713

Дафтари расмии корӣ:Варақаи кории SSRN

Санаи нашри SSRN: 15 июн 2026.

Соли нашр: 2026.

Шумораи саҳифаҳо: 29.

Навъи захираҳо: Пеш аз чопи маводи полимерии таҷрибавӣ, рӯйпӯши обӣ, технологияи пайвастшавӣ ва механикаи шикастани хастагӣ.

Маълумот дар бораи маҷалла: Дар сарлавҳаҳои саҳифаи PDF International Journal of Adhesion and Adhesives Он дорои номи Аммо, ҳаҷм, нашр, рақами мақола, санаи қабул ё маҷаллаи DOI пешниҳод карда нашудааст. Аз ин рӯ, вазъи мақолаи ниҳоии дар маҷалла интишоршуда тасдиқ карда нашуд.

Платформаи нашрия: SSRN.

Нашриёти аслии академӣ: Бақайдгирии нашрияи маҷаллаи аз ҷониби ҳамсолон баррасӣшуда тасдиқ карда нашуд. Бақайдгирии расмии паҳнкунии ҷорӣ SSRN мебошад.

Ҳолати ҳакам: Таҳқиқот аз ҷониби ҳамсолон баррасӣ нашудааст. Дар ҳар саҳифа огоҳии "This preprint research paper has not been peer reviewed" мавҷуд аст.

Ҳиссагузориҳои муаллиф:

• Gernot M. Wallner: Консептуализатсия, ба даст овардани маблағ, методология, идоракунии лоиҳа, машварат, тасдиқ ва баррасии дастнавис.
• Cornelia Marchfelder: Таҳлили маълумот, таҳлили расмӣ, тадқиқот, визуализатсия ва навиштани аввалин лоиҳа.
• Anna Seyr: Куратори маълумот, тадқиқот, визуализатсия ва навиштани аввалин лоиҳа.
• Gabriel Riedl: Таҳлили маълумот, таҳлили расмӣ ва нармафзор.

Маблағгузорӣ: Дастгирӣ аз ҷониби Вазорати федералии Австрия оид ба корҳои рақамӣ ва иқтисодӣ, National Foundation for Research, Technology and Development ва Christian Doppler Research Association гузориш дода мешавад.

Дастгирии моддӣ: Evonik ва Kaneka мастербатчҳои зарраҳои қабати ядроиро таъмин карданд.

Бархӯрди манфиатҳо: Муаллифон изҳор мекунанд, ки онҳо бархӯрди манфиатҳо надоранд.

Тасдиқи ахлоқӣ: Татбиқ карда намешавад.

Дастрасии маълумот: Гуфта мешавад, ки маҷмӯи додаҳои тавлидшуда ва таҳлилшуда аз муаллифи мувофиқ бо дархости асоснок дастрасанд.

Ин версияи туркӣ аз саҳифаи 29 тадқиқот аст; Он тавассути баррасии усулҳои таҷрибавӣ, ҳама ҷадвалҳо ва расмҳо, тасвирҳои сатҳи шикаста, тамоюлҳои графикӣ, изҳороти муаллиф ва қисмати хулоса омода карда шудааст. Тавзеҳоти илмӣ ба таҷрибаҳои пешниҳодкардаи тадқиқот асос ёфтаанд; Дар натиҷаи кор, механизм ё истифода аз манбаъҳои беруна ягон маводи нав илова карда нашудааст.

Муҳимтарин маҳдудиятҳои методологии тадқиқот инҳоянд; Нотавонӣ барои ҷудо кардани интиқолдиҳандаи мастербатч ва эффекти зарраҳо, ғафсии илтиёмӣ дар байни формулаҳо фарқ мекунад, механизмҳои мустаҳкамкунии наноскопӣ мустақиман намоиш дода нашудаанд, рақамҳои такрории хастагӣ ба таври возеҳ нишон дода нашудаанд, набудани санҷишҳои аҳамияти оморӣ ва номутобиқатии баъзе ҳарорат, қуллаи Raman ва тавсифи тасвир дар матни омӯзиш.

Натиҷаҳо нишон медиҳанд, ки формулаи асосии кремний-фоизи 5 дар шароити тафтишшуда мувозинати пӯст ва хастагӣ медиҳад. Бо вуҷуди ин, ин таносуб набояд бе он ки барои химияҳои гуногуни эпоксидӣ, навъҳои пӯлоди электрикӣ, ғафсии рӯйпӯшҳо ва муҳити воқеии кори муҳаррик тафтиш карда нашавад, оптималии универсалӣ ҳисобида намешавад.