Справочник содержит информацию о современных неметаллических полимерных машиностроительных материалах. Он создан авторским коллективом специалистов ФГУП «ЦНИИ КМ "Прометей"» под руководством В.Е.Бахаревой и Г.И.Николаева. Справочник обобщает опыт большого научного коллектива ипосвящен разработке новых полимерных композиционных материалов, технологии изготовления из них машиностроительных, электротехнических, корпусных деталей, теплозвукоизоляционных, конструктивно- и декоративно-отделочных материалов, а также организации промышленного производства и внедрения их в промышленность.
Первая часть справочника посвящена характеристике антифрикционных полимерных материалов в триботехнике. Особое внимание уделено новым антифрикционным высокопрочным углепластикам и конструкциям на их основе. Во второй части справочника подробно описаны электротехнические радиопрозрачные полимерные композиционные материалы (ПКМ). Части третья и шестая посвящены применению ПКМ для корпусов судов и судовых движителей. В части четвертой приведены характеристики теплозвукоизоляционных, конструктивно- и декоративно-отделочных материалов, а в части седьмой — сведения по применению и свойствам лакокрасочных покрытий. Восьмая часть посвящена средствам и системам электрохимической катодной и протекторной защиты.
Справочник предназначен для научных, инженерно-технических работников, научно-исследовательских институтов, машиностроительных, в том числе судостроительных и приборостроительных предприятий, работников топливно-энергетического комплекса, энергетического и тяжелого машиностроения, обслуживающего персонала гидротурбин, насосов, судовых механизмов, трубопроводов и арматуры, проектно-конструкторских организаций. Он может быть также использован в качестве учебного пособия преподавателями, аспирантами и студентами университетов.
Содержание
Часть I. Полимерные материалы в триботехнике
Глава I.1. Виды трения и изнашивания в узлах машин (В.Е. Бахарева, И.В. Блышко, Е.В. Карлова)
I.1.1. Трение
I.1.1.1.Основные понятия и определения (сила и коэффициент трения)
I.1.1.2.Трение без смазочного материала
I.1.1.3.Граничное трение
I.1.1.4.Гидродинамическое трение
I.1.1.5. Трение качения
I.1.1.6. Эффект аномально низкого трения
I.1.2. Изнашивание
I.1.2.1. Основные понятия и определения
I.1.2.2. Механизм изнашивания (металлы и полимеры)
I.1.2.3. Влияние реверсивного трения
I.1.2.4. Механизм изнашивания полимеров
I.1.2.5. Стадии изнашивания пар трения
I.1.3. Трение и изнашивание в воде
I.1.3.1. Вода и ее смазочное действие
I.1.3.2. Избирательный перенос при трении
I.1.3.3. Состав и структура антифрикционного слоя
I.1.3.4. Особенности изнашивания полимерных материалов в воде
Глава I.2. Антифрикционные материалы (В.Е. Бахарева)
I.2.1. Общие сведения и классификация
I.2.2. Неорганические антифрикционные материалы
I.2.2.1. Углеродные антифрикционные материалы
I.2.2.2. Графитобаббиты
I.2.2.3. Углерод-углеродные материалы (УУКМ)
I.2.2.4. Спеченные материалы
I.2.3. Природные антифрикционные материалы
I.2.4. Полимерные антифрикционные материалы и композиты на их основе
I.2.4.1. Термопласты
I.2.4.2. Новые термостойкие термопласты (И.В. Лишевич, А.С. Саргсян)
I.2.4.3. Эластомеры
I.2.5. Композиционные материалы с термореактивной матрицей
I.2.5.1. Армирующие материалы (В.Е.Бахарева, Кирик Е.В., Карлова Е.В.)
I.2.5.2. Термореактивные матрицы (связующие) (В.Е. Бахарева, А.С. Саргсян)
I.2.5.3. Композиционные материалы на основе эпоксидных связующих
I.2.5.4. Композиционные материалы на основе фенольных связующих
I.2.5.5. Композиционные материалы на основе теплостойких термопластичных связующих (И.В. Лишевич, А.С. Саргсян)
Глава I.3. Свойства антифрикционных углепластиков (А.В. Анисимов)
I.3.1. Общие сведения
I.3.2. Физико-механические свойства антифрикционных углепластиков
I.3.2.1. Кратковременная прочность антифрикционных углепластиков
I.3.2.2. Анизотропия физико-механических свойств углепластиков УГЭТ и ФУТ
I.3.3. Триботехнические характеристики антифрикционных углепластиков
I.3.3.1. Анизотропия триботехнических характеристик углепластиков
I.3.3.2. Трение по коррозионно-стойкой стали
I.3.3.3. Зависимость триботехнических характеристик углепластика марки ФУТ от структуры материала контртела (сталей)
I.3.3.4. Применение положений мезомеханики к описанию процессов трения и изнашивания трибопар углепластик—металл
Глава I.4. Модифицирование антифрикционных композитов (А.В. Анисимов, В.Е. Бахарева, А.С. Савелов)
I.4.1. Модификаторы термопластов
I.4.2. Модификаторы реактопластов
I.4.2.1. Зависимость триботехнических характеристик антифрикционных ПКМ от структуры полимерной матрицы на молекулярном и наноуровнях
I.4.2.2. Зависимость триботехнических свойств углепластиков от наноструктуры углеродных волокон
I.4.3. Улучшение триботехнических характеристик антифрикционных углепластиков с помощью использования нано- и микромодификаторов
I.4.3.1. Наномодификаторы
I.4.3.2. Микромодификаторы
I.4.3.3. Комплексная (полииерархическая) модификация
I.4.4. Анализ эффективности модификации нано- и микромодификаторами
I.4.4.1. Наномодификаторы
I.4.4.2. Микромодификаторы
I.4.4.3. Комплексные модификаторы
I.4.5. Улучшение триботехнических характеристик антифрикционных углепластиков путем их макромодификации фторопластом
I.4.5.1. Конструкции бинарных опор скольжения
I.4.5.2. Исследование пленки полимера трения методом АСМ
I.4.5.3. Исследование структуры и химического состава поверхности пленки полимера трения углепластика, макромодифицированного фторопластом
I.4.5.4. Результаты испытаний углепластика УГЭТ, макромодифицированного фторопластом Ф-4
Глава I.5. Технология изготовления подшипников скольжения и торцевых уплотнений из антифрикционных углепластиков
I.5.1. Технология изготовления заготовок подшипников скольжения из базовых углепластиков УГЭТ и ФУТ (В.Е. Бахарева, А.В. Анисимов, И.В. Лобынцева, Силина, А.С. Савёлов, И.В. Лишевич, А.С. Саргсян, И.В. Блышко, Маланюк, Чурикова, Е.В. Кирик)
I.5.1. Технология изготовления заготовок подшипников скольжения из базовых углепластиков УГЭТ и ФУТ
I.5.2. Оптимизация технологических параметров процесса прессования антифрикционных углепластиков
I.5.2.1. Теоретическое обоснование
I.5.2.2. Влияние температуры прессования
I.5.2.3. Влияние времени выдержки при прессовании
I.5.2.4. Влияние давления при прессовании
I.5.3. Технология изготовления углепластиков, модифицированных на нано-, микро- и макроуровне
I.5.3.1. Нано- и микромодификация
I.5.3.2. Модификация комплексными соединениями
I.5.3.3. Модификации нанофторопластом
I.5.3.4. Макромодификация углепластика
I.5.4. Технология изготовления термостойких углепластиков
I.5.4.1. Пропитка армирующих тканей расплавами теплостойких термопластичных полимеров при использовании валковой технологии
I.5.4.2. Выбор оптимальных режимов пропитки из расплавов
I.5.5. Технологическое оборудование для изготовления углепластиков
I.5.5.1. Оборудование для приготовления связующих (пропиточных лаков)
I.5.5.2. Пропиточные машины для получения препрегов
I.5.5.3. Оборудование для изготовления изделий из композиционных материалов методом намотки
I.5.5.4. Прессовое оборудование
I.5.5.5. Технологическая оснастка
I.5.5.6. Оборудование для механической обработки
I.5.6. Технологическая оснастка деталей трения различной конфигурации
I.5.6.1. Подшипники скольжения рулевых машин, рулевых и выдвижных устройств
I.5.6.2. Подшипники направляющего аппарата гидротурбины
I.5.6.3. Торцевые уплотнения вала гидротурбины
I.5.6.4. Узлы трения насосов
I.5.7. Механическая обработка подшипников скольжения из антифрикционных углепластиков
I.5.7.1. Общие вопросы обрабатываемости и износа режущего лезвийного инструмента
I.5.7.2. Типы деформаций и разрушений, возникающие в углепластиках при резании
I.5.7.3. Реологические модели стружкообразования при резании углепластиков
I.5.7.4. Особенности стружкообразования при резании лезвийным инструментом
I.5.7.5. Экспериментальные исследования износа режущего лезвийного инструмента
I.5.7.6. Анализ видов износа и механизмов разрушения режущей кромки
I.5.7.7. Различия в обработке резанием углепластиков и металлов
I.5.7.8. Процесс стружкообразования при обработке резанием углепластиков
I.5.7.9. Критерий затупления резцов при токарной обработке углепластиков
I.5.7. . Рекомендации по выбору материала и геометрических параметров резцов, а также режимы резания при точении углепластиков
I.5.8. Технология клеевой сборки подшипников скольжения из антифрикционных углепластиков
I.5.9. Технология получения фторполимерных покрытий
Глава I.6. Методы и результаты лабораторных и стендовых триботехнических испытаний (А.В. Анисимов, А.С. Савёлов, И.В. Лишевич, А.С. Саргсян)
I.6.1. Лабораторные экспрессные триботехнические испытания
I.6.2. Триботехнические экспресс-испытания антифрикционных полимерных материалов при трении со смазыванием водой
I.6.3. Триботехнические экспресс-испытания антифрикционных полимерных материалов при работе без смазки
I.6.4. Стендовые испытания опорных подшипников судовых гребных валов из антифрикционного углепластика ФУТ, макромодифицированного фторопластом
I.6.5. Лабораторные исследования эпоксидных углепластиков марки УГЭТ, макромодифицированных фторопластом
I.6.6. Стендовые триботехнические испытания антифрикционных модифицированных углепластиков для узлов трения гидротурбин
I.6.7. Лабораторные и стендовые испытания подшипников скольжения из антифрикционных углепластиков центробежных насосов энергетических установок
Глава I.7. Испытания капролона и резин, применяемых в судостроении (В.Е. Бахарева, И.В. Блышко, Е.В. Карлова)
I.7.1. Полиамид 6 блочный в узлах трения. Конструкторские решения
I.7.2. Капролон Б и Тордон XL в дейдвудных подшипниках атомного ледокола «Ямал»
I.7.3. испытания дейдвудных подшипников опор качения и скольжения гребных валов на крупномасштабной модели валопровода КМВ-
I.7.4. Стендовые испытания роликовых подшипников качения из полимерных материалов — резины и капролона
I.7.5. Применение резиновых подшипников качения на Калининской АЭС
Глава I.8. Применение антифрикционных углепластиков в машиностроении (В.Е. Бахарева, А.В. Анисимов, И.В. Лишевич)
I.8.1. Применение эпоксидного углепластика УГЭТ
I.8.1.1. Узлы трения судовых механизмов и систем
I.8.1.2 Узлы трения гидротурбин
I.8.1.3. Узлы трения в тяжелом машиностроении
I.8.1.4. Узлы трения в арматуростроении
I.8.1.5. Узлы трения контактных электрических сетей железных дорог
I.8.1.6. Узлы трения исполнительных механизмов различного назначения
I.8.1.7. Узлы трения поршневых насосов
I.8.2. Применение фенольного углепластика ФУТ
I.8.2.1 Опорные подшипники и торцевые уплотнения судовых гребных валов
I.8.2.2. Торцевые уплотнения и направляющие подшипники валов гидротурбин
I.8.2.3. Узлы трения насосов
I.8.3. Применение теплостойких углепластиков в подшипниках скольжения паровых турбин
Глава I.9. Методы исследований (А.В. Анисимов, А.С. Савёлов)
I.9.1. Исследования поверхности антифрикционных полимерных материалов методами атомно-силовой и электронной микроскопии
I.9.2. Метод определения седиментационной устойчивости суспензии на основе полимеров и металлических порошков
Часть II Стеклопластики горячего прессования конструкционного, радиотехнического и электроизоляционного назначения (В.Е. Бахарева, А.С. Саргсян, Чурикова)
Глава II.1. Диэлектрические стеклопластики: классификация, основные понятия, методы исследований
II.1.1. Общие сведения
II.1.2. Основные понятия и определения
II.1.3. Методы исследований основных свойств диэлектрических ПКМ
Глава II.2. Состав, структура и свойства диэлектрических стеклопластиков
II.2.1. Состав и структура диэлектрических стеклопластиков
II.2.2. Свойства стеклопластиков
II.2.3. Антифрикционные свойства диэлектрических стеклопластиков
Глава II.3. Технология изготовления изделий из диэлектрических стеклопластиков
Глава II.4. Применение диэлектрических стеклопластиков
II.4.1. Эпоксидные стеклопластики в радиотехнической промышленности и приборостроении
II.4.2. Электроизоляционные стеклопластики в электротехнической промышленности
II.4.3. Антифрикционные диэлектрики в турбогенераторах
Часть III Полимерные материалы для изготовления судовых движителей (В.Е. Бахарева)
Глава III.1. История создания пластмассовых судовых движителей
Глава III.2. Свойства эпоксидных стеклопластиков
Глава III.3. Основные принципы конструирования изделий судового машиностроения из стеклопластиков и оснастки для их прессования
III.3.1. Основные принципы конструирования изделий
III.3.2. Технологическая оснастка для прессования
Глава III.4. Технология изготовления изделий судового машиностроения из стеклопластиков
III.4.1. Судовые гребные винты
III.4.2. Обтекатели гребных винтов
Глава III.5. Технико-экономическая эффективность применения стеклопластиков для судовых движителей
Глава III.6. Детали движителей судов на воздушной подушке (СВП) из стеклопластика
Глава III.7. Применение в зарубежном кораблестроении полимерных композиционных материалов в конструкциях пропульсивного комплекса
Часть IV Теплозвукоизоляционные, конструкционно- и декоративно-отделочные материалы (Н.Г.Сударева, Л.А.Смыслова, Литвинова)
Глава IV.1. Теплозвукоизоляционные материалы
IV.1.1. Краткий исторический обзор
IV.1.2. Теплоизоляционные материалы. Назначение и основные технические требования
IV.1.3. Виды теплоизоляционных материалов судостроительного назначения, их свойства, получение и применение
IV.1.3.1. Минераловолокнистые материалы. Способы получения и свойства
IV.1.3.2. Пенопласты. Способы получения и свойства
IV.1.4. Основные принципы проектирования и монтажа судовой тепловой изоляции
Глава IV.2. Декоративно-отделочные материалы
IV.2.1. Общие требования
IV.2.2. Конструкционно-отделочные панели для судовых переборок, зашивок и судовой мебели
IV.2.3. Декоративно-отделочные ткани и ковровые покрытия
Глава IV.3. Полимерные клеи
Глава IV.4. Методы испытаний теплоизоляционных материалов для судостроения
Часть V Выбор полимерных материалов и композитов, отвечающих требованиям гигиенической и экологической безопасности, для обитаемых помещений зданий, сооружений и транспортных средств при нормальных и чрезвычайных условиях эксплуатации (В.А.Власов)
Глава V.1. Определение и прогнозирование показателей экологической безопасности применения материалов в обитаемых модулях и условий их безопасного применения при нормальных условиях эксплуатации
V.1.1. Потенциальная опасность полимерных материалов для воздушной среды обитаемых помещений при нормальных условиях эксплуатации
V.1.2. Модель формирования загрязнения атмосферы обитаемых помещений низкомолекулярными химическими соединениями, мигрирующими из полимерных материалов
V.1.3. Модель прогнозирования удельной скорости миграции низкомолекулярных химических соединений из полимерных материалов в воздушную среду
Глава V.2. Показатели токсичности и опасности продуктов горения полимеров и антипирированных ПМК
V.2.1. Определение показателей токсичности продуктов горения материалов
V.2.2. Классификация полимеров и их антипирированных композиций по показателям токсичности продуктов горения
V.2.3. Оценка и прогнозирование показателей токсичности и опасности продуктов горения неметаллических материалов
Часть VI Полимерные композиционные материалы для корпусных конструкций в судостроении (В.Н. Ривкинд)
Глава VI.1. Композиционные материалы
VI.1.1. Стеклопластики
VI.1.1.1. Армирующие материалы
VI.1.1.2. Полимерные связующие
VI.1.1.3. Структура армирования
VI.1.2. Многослойные полимерные композиционные материалы
VI.1.2.1. Сэндвич-конструкции
VI.1.2.2. Однородные заполнители
VI.1.2.3. Макронеоднородные заполнители
VI.1.3. Углепластики и органопластики
VI.1.4. Влияние агрессивных факторов внешней среды на механические характеристики стеклопластика. Старение
VI.1.5. Сопротивление конструкционных стеклопластиков циклическим нагрузкам
Часть VII Лакокрасочные материалы и покрытия (М.А. Михайлова, В.Д. Пирогов)
Глава VII.I. Лакокрасочные материалы
VII.1.1. Основные компоненты
VII.1.2. Классификация и назначение
VII.1.2.1. Грунтовки
VII.1.2.2. Шпатлевки
VII.1.2.3. Эмали и краски
VII.1.3. Пленкообразование
VII.1.4. Области рационального использования различных типов ЛКМ
Глава VII.2. Подготовка поверхности перед нанесением ЛКМ
VII.2.1. Взаимодействие ЛКМ с окрашиваемой поверхностью
VII.2.2. Общие требования к подготовке поверхности
VII.2.3. Механические методы
VII.2.4. Термические и химические методы
VII.2.4.1. Термические методы
VII.2.4.2. Химические методы
VII.2.5. Контроль качества
Глава VII.3. Подготовка, нанесение и сушка ЛКМ
VII.3.1. Подготовка перед нанесением
VII.3.2. Пневматическое распыление
VII.3.3. Безвоздушное распыление
VII.3.4. Комбинированное распыление и ручные методы окрашивания
VII.3.4.1. Комбинированное распыление
VII.3.4.2. Ручные методы окрашивания
VII.3.5. Сушка лакокрасочных покрытий
VII.3.6. Контроль лакокрасочных материалов
VII.3.7. Контроль нанесения и сушки ЛКМ
VII.3.8. Стандарты по контролю качества подготовки, нанесения и сушки ЛКМ
Глава VII.4. Влияние погодных условий на качество окрасочных работ и их контроль
Глава VII.5. Направления дальнейшего совершенствования окрасочного производства и лакокрасочных материалов
VII.5.1. Тенденции развития судовых ЛКМ
VII.5.2. Технология и организация окрасочного производства
Часть VIII Электрохимическая защита судов от коррозии (Ю.Л. Кузьмин, В.Д. Пирогов)
Глава VIII.1. Механизм и параметры электрохимической защиты металлов от коррозии в морской воде
VIII.1.1. Общие положения
VIII.1.2. Защита от общей и контактной коррозии
VIII.1.3. Защита от коррозионно-механических разрушений
Глава VIII.2. Элементы систем электрохимической защиты
VIII.2.1. Протекторные сплавы
VIII.2.2. Протекторы и конструкции их крепления
VIII.2.3. Анодные материалы и конструкции анодов
VIII.2.4. Электроды сравнения
VIII.2.5. Источники питания катодной защиты
Глава VIII.3. Системы электрохимической защиты
VIII.3.1. Системы катодной защиты
VIII.3.2. Системы протекторной защиты подводной части судов со стальными корпусами
VIII.3.3. Системы протекторной защиты подводной части судов с корпусами из алюминиевых сплавов
VIII.3.4. Системы электрохимической защиты судов и морских сооружений, эксплуатируемых на стоянках
VIII.3.5. Системы протекторной защиты балластируемых танков, отсеков и цистерн
Глава VIII.4. Защита судов от электрокоррозии
VIII.4.1. Электрокоррозия под действием токов утечки и блуждающих токов
VIII.4.1.1. Электрокоррозия под действием токов утечки
VIII.4.2. Электрокоррозия под действием блуждающих токов
VIII.4.2. Методы защиты от электрокоррозии
Глава VIII.5. Рациональные методы проектирования судов с целью предотвращения коррозии
VIII.5.1. Выбор материалов и оценка технологии их обработки
VIII.5.2. Общие правила устранения коррозии
VIII.5.2.1. Устранение контактной коррозии
VIII.5.2.2. Устранение щелевой коррозии
VIII.5.2.3. Устранение застойных зон
VIII.5.2.4. Снижение разрушающего действия потока коррозионной среды
VIII.5.2.5. Устранение коррозионно-механических разрушений
Глава VIII.6. Методы коррозионных испытаний металлов и средств противокоррозионной защиты
VIII.6.1. Классификация методов испытаний и показатели коррозии
VIII.6.2. Лабораторные ускоренные коррозионные испытания
VIII.6.3. Стендовые и натурные испытания
VIII.6.4. Методы ускоренных лабораторных испытаний судовых ЛКП и прогнозирование их долговечности
Приложения Оборудования для изготовления малотонажных партий продукции и измерительные приборы для испытаний
Приложение 1. Оборудование для изготовления малотонажных партий продукции
Приложение 2. Испытательные средства и испытательное оборудование
Приложение 3. Ускоренные испытания материалов на стойкость к старению
Приложение 4. Определение поверхностной воспламеняемости материалов
Приложение 5. Средства контроля материалов
Предметный указатель
Авторы тома
|
