ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ Том 28 № 3 2026 12 ТЕХНОЛОГИЯ до ~29,8 МПа. Таким образом, даже без криогенной обработки оба наполнителя обеспечивают упрочнение ПТФЭ, причем наибольшее начальное увеличение несущей способности достигается при использовании слюды. Криогенное воздействие заметно перестраивает механическое поведение исследованных композитов, причем решающую роль играет, судя по полученным данным, геометрия частиц наполнителя. Восьмичасовая выдержка почти не отражается на ненаполненном ПТФЭ: прочность держится около 26,8 МПа. Иная картина в системе со слюдой. Здесь фиксируется максимум, ~37,9 МПа, что примерно на 25 % превышает исходное необработанное состояние, и такой прирост естественно связать с более плотной упаковкой матрицы, а также с тем, что напряжения эффективнее передаются через межфазные области вокруг чешуйчатых частиц. Композит, наполненный оксидом алюминия, ведет себя противоположным образом: прочность снижается до ~26,6 МПа, т. е. возвращается практически к значениям чистого полимера. Увеличение выдержки до 12 ч выравнивает ситуацию. Прочность растет во всех трех системах: 30,3 МПа у ненаполненного ПТФЭ, 32,8 МПа – со слюдой, 33,0 МПа – с оксидом алюминия. К 16 ч траектории расходятся уже вполне отчетливо. Ненаполненный полимер теряет немного, до ~28,7 МПа. Со слюдой падение гораздо более резкое: ~24,2 МПа, ниже уровня необработанного состояния. Причина, по-видимому, в микротрещинообразовании и повреждении межфазных границ вдоль протяженных плоских поверхностей чешуек; при затянувшемся охлаждении такие границы сами превращаются в концентраторы напряжений [21]. Наноразмерный оксид алюминия, напротив, продолжает упрочнять материал. При 16 ч достигается ~36,5 МПа: на 23 % выше исходного уровня и на 27 % выше ненаполненного ПТФЭ, прошедшего ту же обработку. Монотонность этого роста разумно трактовать как признак более изотропного перераспределения напряжений. Глобулярная морфология, в отличие от пластинчатой, оказывается устойчивее к продолжительному криогенному воздействию. После 8-часовой выдержки характер изменений зависит от геометрии наполнителя. ПТФЭ без наполнителей демонстрирует незначительное снижение предела прочности при растяжении до ~26,8 МПа. Композит со слюдой достигает пикового значения ~37,9 МПа (на ~25 % выше необработанного состояния), что указывает на уплотнение матрицы вокруг чешуйчатых пластин и улучшение межфазной передачи напряжений. Предел прочности при растяжении композита с оксидом алюминия снижается до ~26,6 МПа – уровня, сопоставимого с ПТФЭ без наполнителей. При 12-часовой выдержке все три системы достигают более благоприятного микроструктурного состояния, что отражается на их поведении при растяжении. Предел прочности ПТФЭ без наполнителей теперь повышается до ~30,3 МПа, что примерно на 10 % выше предела прочности необработанного ПТФЭ, это свидетельствует об улучшении кристалличности и «залечивании» дефектов в матрице [20]. Предел прочности композита со слюдой снижается до ~32,8 МПа, что примерно на 7 % выше предела прочности необработанного ПТФЭ. Нанокомпозит с оксидом алюминия также упрочняется до ~33,0 МПа, что примерно на 11 % выше предела прочности необработанного ПТФЭ и на 9 % выше, чем у обработанного в течение 12 часов ПТФЭ без наполнителей. После 16-часовой обработки наблюдается резкое расхождение. Прочность ПТФЭ без наполнителей снижается до ~28,7 МПа. Прочность композита со слюдой резко падает до ~24,2 МПа – ниже уровня необработанного состояния, что обусловлено образованием микротрещин и межфазных повреждений вдоль протяженных плоских границ чешуйчатого наполнителя [21]. Напротив, композит с оксидом алюминия продолжает упрочняться до ~36,5 МПа (на ~23 % выше прочности необработанного ПТФЭ и на ~27 % выше ПТФЭ без наполнителей после 16-часовой обработки). Таким образом, морфология наполнителя определяет не только величину упрочнения, но и оптимальное окно криогенной обработки. Чешуйчатая слюда обеспечивает высокий прирост прочности при 8 ч, но чувствительна к передержке. Глобулярный оксид алюминия демонстрирует монотонное упрочнение с увеличением времени выдержки, обеспечивая более изотропное распределение напряжений и устойчивость к микроструктурным повреждениям. На рис. 3, б представлены результаты испытаний на сжатие. В необработанном состоянии
RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1