Для цитирования:
Алонова М. В., Злобина И. В., Бекренев Н. В., Зимняков Д. А. Анализ структурных изменений СВЧи УЗ-модифицированных углепластовых композитов методом низкокогерентной рефлектометрии // Известия Саратовского университета. Новая серия. Серия: Физика. 2026. Т. 26, вып. 1. С. 31-44. DOI: 10.18500/1817-3020-2026-26-1-31-44, EDN: EIZAWY
Анализ структурных изменений СВЧи УЗ-модифицированных углепластовых композитов методом низкокогерентной рефлектометрии
Метод низкокогерентной рефлектометрии применён к анализу структуры углепластовых композитных материалов в исходном состоянии и после СВЧ или ультразвукового воздействия. В качестве инструментальной основы для рефлектометрических измерений использован оптический когерентный томограф OCS 1300 SS в режиме В-сканирования. Анализ ОКТ-изображений образцов углепластовых композитов в исходном и модифицированном состоянии показал, что ультразвуковая модификация приводит к уменьшению коэффициента обратного рассеяния зондирующего пучка в зонах контакта углеродных волокон и полимерного наполнителя. При этом максимальный эффект достигается в случае применения в качестве модифицирующего фактора ультразвукового излучения с частотой 44 кГц и плотностью мощности 10 Вт/см2. В работе обсуждаются возможные физические механизмы уменьшения коэффициента обратного рассеяния, обусловленные увеличением степени однородности структуры полимерной составляющей на супрамолекулярном уровне, и критерии обнаружения неоднородностей в зонах контакта «полимер–волокно».
- Филатов А. И. Мировой рынок полимерных композиционных материалов: состояние, тенденции, перспективы. Ч. 3 // Полимерные материалы. 2025. № 7 (314). С. 24–29.
- JEC Observer. Overview of the global composites market // JEC Composite Magazine. 2019. Special Issue. P. 60.
- JEC Observer. Overview of the global composites market 2023–2028 // JEC Composite Magazine. 2024. Special Issue. P. 60.
- JEC Observer. Overview of the global composites market 2024–2029 // JEC Composite Magazine. 2025. Special Issue. P. 72.
- Fitch Solutions downgrades global steel price forecast for 2024 : [сайт]. URL: https://www.steelorbis.com/steel-news/latest-news/fitch-solutions-downgr... (дата обращения: 30.05.2025).
- Сотов А. В., Зайцев А. И., Абдрахманова А. Э., Попович А. А. Аддитивное производство непрерывно армированных полимерных композитов с использованием промышленных роботов : обзор // Известия вузов. Порошковая металлургия и функциональные покрытия. 2024. Т. 18, № 1. С. 20–30. https://doi.org/10.17073/1997-308X-2024-1-20-30
- Чулков А. О., Вавилов В. П., Кладов Д. Ю., Юркина В. А. Тепловой неразрушающий контроль композиционных и металлических деталей, изготовленных методом аддитивных технологий // Дефектоскопия. 2022. № 11. С. 50–55. https://doi.org/10.31857/S0130308222110069
- Торубаров И. С. Технология аддитивного производства изделий с повышенными механическими характеристиками, армированных непрерывным волокном по пространственным траекториям : дис. … канд. техн. наук: 2.5.6 / Волгоградский государственный технический университет. Волгоград, 2024. 160 с.
- Шкуро А. Е., Кривоногов П. С. Технологии и материалы 3D-печати : учеб. пособие. Екатеринбург : Издательство Уральского государственного лесотехнического университета, 2017. 99 с.
- Галыгин В. Е., Баронин Г. С., Таров В. П., Завражин Д. О. Современные технологии получения и переработки полимерных и композиционных материалов : учеб. пособие. Тамбов : Издательство Тамбовского государственного технического университета, 2012. 180 с.
- Jamora C., Rauch V., Kravchenko S. G., Kravchenko O. G. Effect of resin bleed out on compaction behavior of the fiber tow gap region during automated fiber placement manufacturing // Polymers. 2023. Vol. 16, № 31. P. 1–18. https://doi.org/10.3390/polym16010031
- Lionetto F., Dell’Anna R., Montagna F., Maffezzoli A. Ultrasonic assisted consolidation of commingled thermoplastic/glass fiber rovings // Front. Mater. 2015. Vol. 2. P. 1–19. https://doi.org/10.3389/fmats.2015.00032
- Nurullaev E. M., Oniskiv V. D. Mechanical characteristics of a polymer composite material based on gamma-irradiated low-molecular-weight rubbers // Radiat. Chem. 2021. Vol. 55. P. 150–154. https://doi.org/10.1134/S0018143921020107
- Кербер М. Л., Виноградов В. М., Головкин Г. С. Полимерные композиционные материалы: структура, свойства, технология : учеб. пособие / под ред. А. А. Берлина. 3-е изд., испр. СПб. : Профессия, 2011. 560 с.
- Барашков Н. Н. Полимерные композиты: получение, свойства, применение / отв. ред. Я. М. Колотыркин, Ю. К. Годовский. М. : Наука, 1984. 128 с.
- Алешин Н. П., Григорьев М. В., Щипаков Н. А. Современное оборудование и технологии неразрушающего контроля ПКМ // Инженерный вестник. 2015. № 1. С. 233–238. EDN: TQMOBH
- Федотов М. Ю. Теоретические исследования встроенной волоконно-оптической системы контроля деформации и температуры полимерных композитов // Контроль и диагностика. 2023. № 5. С. 14–25. https://doi.org/10.14489/td.2023.05.pp.014-025
- Януш О. В., Деркачева О. Ю., Гусарова Т. С. Оптическая спектроскопия полимеров : учеб. пособие. СПб. : Санкт-Петербургский государственный университет промышленных технологий и дизайна, 2017. 47 с.
- Еремин А. В. Мониторинг оптическим и акустическим методами состояния армированных полимерных и металлических материалов при усталостном разрушении : дис. … канд. техн. наук: 05.11.13 / Национальный исследовательский Томский политехнический университет. Томск, 2018. 166 с.
- Михеев П. В., Бухаров С. В., Лебедев А. К., Сундер Р. Неразрушающий контроль полимерных композиционных материалов методом вихретоковой дефектоскопии в процессе циклического нагружения // Инженерный журнал: наука и инновации. 2023. № 11. С. 1–13. https://doi.org/10.18698/2308-6033-2023-11-2314
- Маркевич И. А., Дрокин Н. А., Селютин Г. Е. Исследование методом импедансной спектроскопии полимерного композита с углеродными нанотрубками в контакте с электролитом // ЖТФ. 2019. Т. 89, вып. 9. С. 1400–1405. https://doi.org/10.21883/JTF.2019.09.48066.42-19
- Буй Ван Донг. Акустический контроль композитных материалов малоракурсным теневым методом : дис. … канд. техн. наук: 05.11.13 / Национальный исследовательский Томский политехнический университет. Томск, 2015. 145 с.
- Bashkov O. V., Protsenko A. E., Bryanskii A. A., Romashko R. V. Diagnostics of polymer composite materials and analysis of their production technology by using the method of acoustic emission // Mech. Compos. Mater. 2017. Vol. 53. P. 533–540. https://doi.org/10.1007/s11029-017-9683-7
- Баршутина М. Н., Баршутин С. Н. Магнитнополевой резонансно-туннельный метод измерения концентрации наночастиц в полимерных композитах // Вестник ТГТУ. 2018. Т. 24, № 1. С. 24–29. https://doi.org/10.17277/vestnik.2018.01.pp.024-029
- Мельников Г. Ю., Лепаловский В. Н., Курляндская Г. В. Магнитный импеданс пленочных наноструктур для оценки полей рассеяния микрочастиц магнитных композитов // ЖТФ. 2022. Т. 92, вып. 2. С. 321–326. https://doi.org/10.21883/JTF.2022.02.52024.259-21
- Ходакова Н. Н., Самойленко В. В., Блазнов А. Н., Бычин Н. В. Термоаналитические исследования полимерного композиционного материала // Ползуновский вестник. 2016. № 4–1. С. 218–224. EDN: YHXHJJ
- Антюфеева Н. В., Славин А. В., Большаков В. А. Практическое применение термического анализа при разработке и исследовании полимерных композиционных материалов // Пластические массы. 2019. № 3–4. С. 25–27. https://doi.org/10.35164/0554-2901-2019-3-4-25-27
- Майниковa Н. Ф. Методы и средства неразрушающего теплового контроля температурно-временных характеристик структурных превращений в полимерных материалах: автореф. дис. … д-ра техн. наук: 05.11.13 / Тамбовский государственный технический университет. Тамбов, 2007. 33 с.
- Мищенко С. В., Малков Н. А. Проектирование радиоволновых (СВЧ) приборов неразрушающего контроля материалов : учеб. пособие. Тамбов : Издательство ТГТУ, 2003. 128 с.
- Андреев И. Д., Лобанова И. С. Методы неразрушающего контроля изделий из полимерных композиционных материалов // Актуальные проблемы авиации и космонавтики. 2016. Т. 1. С. 295–296. EDN: WTNTIN
- Гуров И. П., Жукова Е. В., Маргарянц Н. Б. Исследование внутренней микроструктуры материалов методом оптической когерентной микроскопии с перестраиваемой длиной волны // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. 2012. № 3 (79). С. 40–45.
- Trunina N. A., Lychagov V. V., Tuchin V. V. OCT monitoring of diffusion of clearing agents within tooth dentin // Proc. SPIE. 2009. Vol. 7443. Art. 74432D. https://doi.org/10.1117/12.828646
- Trunina N. A., Lychagov V. V., Tuchin V. V. OCT monitoring of diffusion of water and glycerol through tooth dentin in different geometry of wetting // Proc. SPIE. 2010. Vol. 7563. Art. 75630U. https://doi.org/10.1117/12.848585
- Трунина Н. А., Лычагов В. В., Тучин В. В. Исследование диффузии воды через дентин зуба человека методом оптической когерентной томографии // Оптика и спектроскопия. 2010. Т. 109, № 2. С. 190–196. EDN: MTJCGB
- Трунина Н. А., Тучин В. В. Визуализация проникновения наночастиц TiO2 в ткани зуба человека методом оптической когерентной томографии // Известия Саратовского университета. Новая серия. Серия : Физика. 2011. Т. 11, вып. 2. С. 5–9. https://doi.org/10.18500/1817-3020-2011-11-2-5-9
- Быков А. В., Волков М. В., Волынский М. А., Гуров И. П., Киннунен М., Маргарянц Н. Б., Попов А. П. Изготовление тканеимитирующих фантомов и капилляров и их исследование методом оптической когерентной томографии // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. 2013. № 2 (84). С. 98–103.
- Bini M., Ignesti A., Millanta L., Olmi R., Rubino N., Vanni R. The polyacrylamide as a phantom material for electromagnetic hyperthermia studies // IEEE Trans. Biomed. Eng. 1984. Vol. 31, iss. 3. P. 317–322. https://doi.org/10.1109/TBME.1984.325271
- Surowiec A., Shrivastava P., Astrahan M., Petrovick Z. Utilization of a multilayer polyacrylamide phantom for evaluation of hyperthermia applicators // Int. J. Hyperthermia. 1992. Vol. 8, iss. 6. P. 795–807. https://doi.org/10.3109/02656739209005027
- Royston D., Poston R., Prahl S. Optical properties of scattering and absorbing materials used in the development of optical phantoms at 1064 nm // J. Biomed. Opt. 1996. Vol. 1, iss. 1. P. 110–116. https://doi.org/10.1117/12.227698
- Iizuka M., Sherar M., Vitkin I. Optical phantom materials for near infrared laser photocoagulation studies // Lasers Surg. Med. 1999. Vol. 25, iss. 2. P. 159–169. https://doi.org/10.1002/(sici)1096-9101(1999)25:2<159::aid-lsm10>3.0.co;2-v
- Kharine A., Manohar S., Seeton R., Kolkman R., Bolt R., Steenbergen W., de Mul F. Poly(vinyl alcohol) gels for use as tissue phantoms in photoacoustic mammography // Phys. Med. Biol. 2003. Vol. 48, iss. 3. P. 357–370. https://doi.org/10.1088/0031-9155/48/3/306
- De Korte C. L., Céspedes E. I., van der Steen A. F., Norder B., te Nijenhuis K. Elastic and acoustic properties ofvessel mimicking material for elasticity imaging // Ultrason. Imaging. 1997. Vol. 19, iss. 2. P. 112–126. https://doi.org/10.1177/016173469701900202
- Tomlins P., Woolliams P., Tedaldi M., Beaumont A., Hart C. Measurement of the 3D point-spread function in an OCT imaging system // Proc. SPIE. 2008. Vol. 6847. Art. 68472Q. https://doi.org/10.1117/12.766576
- Zeppieri M., Marsili S., Enaholo E. S., Shuaibu A. O., Uwagboe N., Salati C., Spadea L., Musa M. Optical Coherence Tomography (OCT): A Brief Look at the Uses and Technological Evolution of Ophthalmology. Medicina (Kaunas). 2023. Vol. 3, iss. 12. art. 2114. https://doi.org/10.3390/medicina59122114
- Varghese M., Varghese S., Preethi S. Revolutionizing medical imaging: A comprehensive review of optical coherence tomography (OCT). Journal of Optics. 2025. Vol. 54, iss. 3. P. 1178–1195. https://doi.org/10.1007/s12596-024-01765-6
- Bouma B. E., de Boer J. F., Huang D., Jang I. K., Yonetsu T., Leggett C. L., Leitgeb R., Sampson D. D., Suter M., Vakoc B., Villiger M., Wojtkowski M. Optical coherence tomography. Nat. Rev. Methods Primers. 2022. Vol. 2. Art. 79. https://doi.org/10.1038/s43586-022-00162-2
- Злобина И. В., Бекренев Н. В. О механизме повышения механических характеристик отвержденных полимерных композиционных материалов под действием СВЧ электромагнитного // Известия Саратовского университета. Новая серия. Серия : Физика. 2022. Т. 22, вып. 2. С. 158–169. https://doi.org/10.18500/1817-3020-2022-22-2-158-169
- Злобина И. В., Бекренев Н. В., Чуриков Д. О. Эффективность влияния СВЧ-излучения и конвекционного нагрева на релаксацию внутренних напряжений в отвержденных полимерных композиционных материалах // Известия Саратовского университета. Новая серия. Серия : Физика. 2025. Т. 25, вып. 2. С. 230–241. https://doi.org/10.18500/1817-3020-2025-25-2-230-241
- Злобина И. В., Бекренев Н. В., Игнатьев М. А. Анализ особенностей микроструктуры полимерной матрицы в составе ПКМ, сформированных под влиянием электрофизических воздействий // Пластические массы. 2024. № 2. С. 12–16. https://doi.org/10.35164/0554-2901-2024-02-12-16
- Злобина И. В., Бекренев Н. В., Егоров А. С. Влияние электрофизических воздействий на микроструктуру торцевой поверхности отвержденного монослоя // Конструкции из композиционных материалов. 2024. № 1 (173). С. 29–35. https://doi.org/10.52190/2073-2562-2024-1-29
- 17 просмотров