Способ определения внутренних дефектов в изделиях из реактопластов

 

Использование: для контроля качества изделий, оптимизации составов материалов и технологии изготовления из пластмасс углеродных, графитированных и тугоплавких изделий. Сущность изобретения: способ позволяет надежно определять наличие дефектов и прогнозировать получение качественных изделий в реактопластов, способных выдерживать высокотемпературную обработку вплоть до 2000 - 2300^oC. Способ заключается в нагревании изделий из реактопластов в инертной среде до 200-300^oC и выдержке при этой температуре 40-60 мин и последующей визуальной оценке качества поверхности. 2 ил.

Изобретение относится к исследованию или анализу материалов с помощью тепловых средств, а именно к способам обнаружения локальных дефектов в пластмассовых изделиях.

Известен способ определения внутренних дефектов в изделиях из пластифицированных термопластов, заключающийся в нагревании изделий в вакууме до температуры на 3-5^oC ниже температуры плавления пластификатора и последующей оценке качества поверхности изделий [1] Этот метод не применим к изделиям из реактопластов, так как последние, как правило, не содержат пластификаторов.

Известно, что при нагревании изделий из реактопластов до 150-350^oC наблюдается изменение их размеров, обусловленное наряду с тепловым расширением релаксацией напряжений, аккумулированных в процессе прессования [2] Если остаточные напряжения превышают прочность материала, то при нагревании изделий образуются вздутия, трещины, сколы и т.д.

Целью изобретения является повышение надежности способа определения внутренних дефектов в изделиях из реактопластов и прогнозирования их поведения при последующей высокотемпературной обработке.

Цель достигается путем нагревания изделий из реактопластов в защитной от окисления среде до 200-300^oC, выдержки при этой температуре 40-60 мин и последующей визуальной оценки качества поверхности изделий.

Нагревание до указанных температур 200-300^oC и выдержка в течение предлагаемого времени 40-60 мин приводят к максимальному изменению размеров изделий, обусловленному релаксацией остаточных напряжений, что позволяет надежно судить о качестве изделий и прогнозировать их поведение при последующей высокотемпературной обработке.

способ поясняется фиг. 1 и 2.

Пример 1. Отпрессованные предварительно измеренные образцы- цилиндры диаметром 10 мм и длинной 20 мм из реактопласта состава N1 помещали в короб с коксовой засыпкой и нагревали в муфельной печи до одной из температур (150, 200, 300, 400, 500, 600, 700, 800^oC) со скоростью 200^oC/ч, выдерживали при заданной температуре 1 ч, после чего охлаждали вместе с печью до комнатной температуры. Визуально оценивали качество поверхности образцов, измеряли размеры образцов, вычисляли объемную усадку в результате термообработки. Результаты представлены на фиг. 1 (кривая 1).

Примеры 2-5 проводили на образцах, отличавшихся составами реактопластов (фиг. 1, кривые 2-5 соответственно).

Образцы составов 1, 4 и 5 имели на поверхности вздутия и трещины, начиная с 200^oC и на всех последующих стадиях. Образцы составов 2 и имели гладкую однотонную поверхность без видимых дефектов на всех стадиях термообработки.

Примеры 6 и 7 проводили на образцах состава 3 при температуре соответственно 200 (6) и 300^oC (7) при разных временах выдержки после достижения заданной температуры (фиг. 2). Максимальное разбухание достигается через 40-60 мин.

В результате релаксации напряжений происходит необратимое изменение размеров изделий, поэтому по величине усадки можно судить об уровне остаточных напряжений.

При меньших температурах и временах выдержки дефекты могут быть не полностью обнаружены, а применение более высоких температур и увеличение времени выдержки против предлагаемых значений не целесообразно, так как не дает дополнительных преимуществ, но увеличивает расход энергии и времени на проведение испытаний.

Установлено, что если изделия выдерживают нагревание до 200-300^oC без растрескивания и вздутий, то из них могут быть получены качественные изделия и после нагревания до 1000-2300^oC. Если изделия растрескиваются при нагревании до 200-300^oC, то никакими изменениями режимов термообработки из них не получить качественные изделия необходимо изменить рецептуру материала или технологию изготовления изделий.

Таким образом, предлагаемый способ прост, надежен и найдет применение для экспресс-контроля качества изделий из реактопластов, в том числе для изделий, которые должны после прессования подвергаться нагреванию до высоких температур, например, с целью карбонизации, графитации или карбидизации изделий.

Формула изобретения

Способ определения внутренних дефектов в изделиях из пластмасс путем их нагревания с последующей визуальной оценкой качества поверхности, отличающийся тем, что изделия из реактопластов нагревают в защищенной от окисления среде до 200 300^oС и выдерживают при этой температуре в течение 40-60 мин.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2