5. Что такое сверхпроводники 1 и 2 рода? Нарисуйте схему строения вихря Абрикосова, обозначив (1) нормальную фазу, (2) лондоновскую глубину проникновения, (3) длину когерентности, (4) квант магнитного потока.

6. Как несверхпроводящие фазы с размером, значительно превышающим длину когерентности, могут способствовать пиннингу магнитного потока? Какие известны приемы увеличения внутризереннего критического тока (включая пиннинг)?

7. С чем связана анизотропия физических (сверхпроводящих) свойств ВТСП? Почему двуосное текстурирование улучшает критический ток и какие это должны быть оси (почему?)?

8. Объясните формулу (микроструктурные особенности) «идеальной ВТСП-керамики», связав это с фундаментальными свойствами ВТСП.

9. Какие общие структурные мотивы характерны для ВТСП фаз? Что такое структуры срастания и гомологи?

10. Почему твердые растворы R₁+xBa₂-xCu₃O_z существуют только для РЗЭ подгруппы церия? Почему температуры плавления RBa₂Cu₃O_z возрастают с ростом радиуса РЗЭ?

11. Опишите кратко основные методы получения монокристаллов, керамики и пленок ВТСП (не больше 1 стр.).

12. Какие существуют основные методы текстурирования ВТСП - материалов? Почему «затравки» обеспечивают образование монокристаллических областей вокруг себя? Почему градиент магнитного поля приводит к текстуре? Почему к направленному росту кристаллитов приводит градиент температуры?

13. Приведите примеры (возможного) практического использования ВТСП. Какое из ВТСП устройств в медицине использует эффект Джозефсона для измерения биополей? Какие материалы используются для создания силовых кабелей и постоянных магнитов?

14. Назовите Нобелевских лауреатов по физике 2003 г.

3.2. Полимерные композиционные материалы конструкционного назначения

VIII. Вопросы к занятиям по теме: «Принципы создания, составы и свойства пкм»

1. Дайте определение полимерных композиционных материалов.

2. Перечислите возможные виды матриц у композиционных материалов.

3. Классифицируйте существующие полимерные композиционные материалы (ПКМ):

1. - по природе матрицы;

2. - по природе и форме наполнителя;

3. - по структуре ПКМ;

4. - по степени ориентации наполнителя, анизотропии материала;

5. - по методам изготовления;

6. - по количеству компонентов;

7. - по объему содержания наполнителя;

8. - по функциональности.

4. Назовите основные преимущества гетерогенных полимерных композиций по сравнению с гомогенными полимерами.

5. Сформулируйте микромеханические аспекты взаимодействия компонентов ПКМ.

6. Определите упругопрочностные свойства композитов.

7. Назовите особенности структуры и свойств ПКМ:

1. - ПКМ с высоким содержанием волокон;

2. - гибридные и градиентные армированные пластики;

3. - «интеллектуальные» композиты.

IX. Вопросы к занятиям по теме: «Конструкционные пластмассы»

1. Дайте характеристику структуры и основным физическим свойствам полимеров.

2. Охарактеризуйте реологические свойства полимеров.

3. Назовите особенности теплофизических свойств полимеров. 4. Каковы механические свойства пластмасс ?

5. Какими основными параметрами характеризуют механические свойства ?

6. Какова теоретическая и реальная прочность пластмасс ?

7. Охарактеризуйте основные механизмы разрушения пластмасс.

8. Каковы особенности механических свойств полимеров в кристаллическом состоянии?

X. Особенности структуры и свойств полимерных композиционных материалов

1. Дайте общую характеристику полимерных композиционных материалов (ПКМ).

2. Охарактеризуйте фазовый состав полимерных композиционных материалов.

3. Что представляют собой границы раздела фаз и межфазовые слои.

4. Дайте характеристику свойств ПКМ с высоким содержанием волокон.

5. Охарактеризуйте гибридные армированные пластики.

6. Каким образом можно регулировать механические свойства в градиентных армированных пластиках?

7. Дайте характеристику интелектуальным композитам.

XI. Вопросы к занятиям по теме: «Связующие для пкм»

1. Классифицируйте основные виды связующих ПКМ.

2. Охарактеризуйте термореактивные связующие (олигамеры):

   1. Фенолформальдегидные полимеры.

   2. Фурановые полимеры.

   3. Кремнийорганические полимеры.

   4. Ненасыщенные олигоэфиры.

   5. Эпоксидные олигомеры.

   6. Полиимиды.

3. Дайте характеристику термопластичным связующим:

   1. Полиолефины.

   2. Поливинилхлорид.

   3. Полистирольные пластики.

   4. Полиметилметакрилат.

   5. Полиамиды.

   6. Полиформальдегид.

   7. Ароматические полиэфиры.

   8. Полиимиды.

   9. Ароматические полиамиды.

   10. Полисульфон.

   11. Фторполимеры.

   12. Полифениленсульфид.

   13. Полиэфиркетоны

   14. Полифениленоксид.

4. В чем преимущества и особенности модифицированных матричных полимеров.

12. Термическая обработка полимерных материалов

1. Для каких целей применяют термическую обработку полимерных материалов?

2. Назовите основные виды термической обработки полимеров.

3. Охарактеризуйте термическую обработку деталей из полиамидов.

4. Каковы режимы термической обработки деталей из полиэтилена.

5. Дайте характеристику термической обработке деталей из полипропилена.

6. Каковы особенности термической обработки деталей из полистирола.

7. Опишите термическую обработку деталей из политетрафторэтилена.

8. Приведите основные режимы термической обработки деталей из поликарбоната.

XIII. Вопросы к занятиям по теме: «Основные виды наполнителей и армирующих элементов композиционных материалов»

1. Дайте классификацию и особенностей различных наполнителей ПКМ.

   1. Дисперсные наполнители.

   2. Волокнистые наполнители.

   3. Слоистые наполнители.

   4. Зернистые наполнители.

2. Дайте классификацию и особенностей армирующих элементов ПКМ.

   1. Стекловолокнистые армирующие элементы.

   2. Углеволокнистые армирующие элементы.

   3. Органоволокнистые армирующие элементы.

   4. Бороволокнистые армирующие элементы.

   5. Базальтоволокнистые армирующие элементы.

   6. Керамиковолокнистые армирующие элементы.

ХIV. Вопросы к занятиям по теме: «Углеродные композиционные материалы в полимерной матрице»

1. Назовите аллотропные и переходные формы углерода.

2. Углеродные и графитизированные волокна.

3. Углеродные волокна на основе гидратцеллюлозы и полиакрилонитрила.

4. Углеродные волокна из пеков.

5. Дайте характеристику композитов с углеволокнистым наполнителем:

   1. Охарактеризуйте влияние природы и состава связующего на свойства ПКМ.

   2. Охарактеризуйте влияние обработки поверхности волокон на свойства ПКМ.

   3. Охарактеризуйте связь прочности углепластиков с прочностью границы раздела.

ХV . Вопросы к занятиям по теме: «Композиты со стекловолокнистым и неорганическим наполнителем»

1. Охарактеризуйте стеклянные волокна и ткани на их основе.

2. Дайте характеристику композитов с углеволокнистым наполнителем:

1. Охарактеризуйте влияние природы и состава матрицы на свойства ПКМ.

2. Охарактеризуйте влияние модификации поверхности волокон на свойства ПКМ.

3. Охарактеризуйте связь прочности стеклопластиков с прочностью границы раздела.

2. Опишите основные свойства ПКМ на основе волокон из базальта, карбида кремния и керамики.

ХVI. Вопросы к занятиям по теме: «Композиты на основе борных волокон»

1. Охарактеризуйте борные волокна.

2. Дайте характеристику композитов на основе борных волокон:

1. Охарактеризуйте влияние природы и состава матрицы на свойства ПКМ.

2. Охарактеризуйте влияние обработки поверхности волокон на свойства ПКМ.

3. Охарактеризуйте связь прочности боропластиков с прочностью границы раздела.

ХVII. Вопросы к занятиям по теме: «Композиты с органоволокнистым наполнителем»

1. Охарактеризуйте свойства волокна из ароматических полиамидов.

2. Охарактеризуйте свойства волокна из сверхмолекулярного полиэтилена.

3. Дайте характеристику композитов с органоволокнистым наполнителем:

1. Охарактеризуйте влияние природы и состава матрицы на свойства ПКМ.

2. Охарактеризуйте особенности разрушения соединений жесткоцепное органическое волокно-связующее.

3. Охарактеризуйте связь прочности органопластиков с прочностью границы раздела.

ХVIII. Вопросы к занятиям по теме: «Композиты с минеральными наполнителями»

1. Назовите основные тенденции развития ПКМ с минеральными наполнителями.

2. Дайте характеристику полимерных нанокомпозитов с природными, синтетическими и металлическими наноразмерными наполнителями.

3. Охарактеризуйте минеральные волокна и ПКМ на их основе.

4. Дайте характеристику ПКМ с минеральными наполнителями.

ХIX. Вопросы к занятиям по теме: «Проблемы и перспективы применения композиционных материалов»

1. Каковы проблемы и перспективы применения композиционных материалов в автомобильной промышленности ?

2. Каковы проблемы и перспективы применения композиционных материалов в судостроении?

3. Назовите основные области и перспективы применения композиционных материалов в авиа - космической технике?

4. Приведите примеры применения композиционных материалов в быту.

5. Каковы перспективы применения композиционных материалов в военной технике?

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Третьяков, Ю.Д. Введение в химию функциональных материалов [Текст]: методическая разработка / Ю.Д. Третьяков, Е.А. Гудилин – М. МГУ им. М.В. Ломоносова, 2006. – 125 с.

2. Физическое металловедение [Текст] / Под ред. Кана Р.У., Хаазена П. – 3-е изд. В 3 т. Том 2. 1987 г. – 624 с.

3. Берлин, А.А. Современные полимерные композиционные материалы (ПКМ) [Текст]: / А.А. Берлин // Сорософский образовательный журнал. – 1995. - № 1. - С. 57-65.

4. Полимерные композиционные материалы: структура, свойства, технология [Текст]: учеб. пособие / М.Л. Кербер, В.М. Виноградов, Г.С. Головкин и др.; под ред. А.А. Берлина. – СПб.: Профессия, 2008. – 560 с.

5. Сидоренко, Ю.Н. Конструкционные и функциональные волокнистые композиционные материалы [Текст]: учеб. пособие / Ю.Н. Сидоренко – Томск: ТГУ, 2006. – 107 с.

6. Машков, Ю.К. Конструкционные пластмассы и полимерные композиционные материалы [Текст]: учеб. пособие/ Ю.К. Машков, М.Ю. Байбарацкая, Б.В. Григорьевский. – Омск: ОмГТУ, 2002. – 129 с.

СОДЕРЖАНИЕ

1. Введение в функциональные композиционные материалы 1

2. Введение в полимерные композиционные материалы 7

3. Вопросы для практических занятий 19

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 35

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

к практическим занятиям

по курсу «Перспективы развития композиционных

материалов» для студентов направления 16.03.01 «Техническая физика» (профиль «Физическая электроника») очной формы обучения

Составитель

Калинин Юрий Егорович

В авторской редакции

Подписано к изданию 25.11.2014.

Уч.-изд. л. 2,2.

ФГБОУ ВПО "Воронежский государственный технический

университет"