Анализ микроструктуры слоистого полимерного композиционного материала металлокомпозитного бака высокого давления

Исследована микроструктура слоистого полимерного композиционного материала, применяемого в конст- рукции металлокомпозитного бака высокого давления. Целью исследования являлась оценка параметров, ха- рактеризующих структуру слоистого полимерного композиционного материала. В связи с технологическими и конструктивными особенностями слоистые полимерные композиционные материалы имеют ряд недостат- ков при эксплуатации, которые приводят к снижению общего уровня прочностных характеристик. Из разных зон 9-слойной композитной оболочки металлокомпозитного бака высокого давления было вырезано 4 верти- кальных плоских образца композиционного материала для изготовления шлифов. Исследования проводились с использованием электронно-сканирующей микроскопии. В ходе исследований были получены изображения мик- роструктуры композиционного материала с характерным высоким уровнем контраста между волокном и матрицей. Проведен анализ процентного содержания углеродных волокон в матрице. Определено, что струк- тура слоистого полимерного композиционного материала однородна с наличием разброса расстояний между волокнами. Сравнительный анализ случайных зон микроструктуры композиционного материала указал на то, что разница в процентном содержании углеродных волокон в матрице между образцами, вырезанными с эк- ватора, небольшая, однако имеется существенная разница между образцом, вырезанным с экватора, и образ- цом, вырезанным в зоне фланца. Проведен анализ пористости в композиционном материале. Анализ структу- ры композиционных материалов с различной пористостью показал, что с ростом площади пор и их количест- ва характеристики прочности композитных лент и армирующих волокон уменьшаются. Рассчитаны значения эффективного модуля упругости композиционного материала с использованием «правила смеси» и «полидис- персной модели». Определено, что модуль упругости композиционного материала в зоне фланца композитной оболочки меньше, чем на экваторе. Проведена комплексная оценка качества слоистого полимерного компози- ционного материала, применяемого в конструкции металлокомпозитного бака высокого давления. Полученные результаты неоднородности механических свойств композитной оболочки могут быть использованы при про- ектных расчетах напряженно-деформированного состояния металлокомпозитных баков высокого давления.