Вышедшие номера
Home » Журнал технической физики » Год 2025, выпуск 1 » Статья стр. 45
<<<>>>
Диффузионная природа α-релаксации в аморфном полимере Т20-60
Министерство науки и высшего образования Российской Федерации, Государственное задание, FZGM-2023-0006
Даринский Б.М. 1, Калинин Ю.Е. 2, Каширин М.А. 2, Кепман А.В. 3, Сафонов К.С. 2, Макагонов В.А. 2, Попов И.И. 2
1Воронежский государственный университет, Воронеж, Россия
2Воронежский государственный технический университет, Воронеж, Россия
3Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова, Москва, Россия
Email: popovich_vano@mail.ru
Поступила в редакцию: 22 марта 2024 г.
В окончательной редакции: 26 сентября 2024 г.
Принята к печати: 10 октября 2024 г.
Выставление онлайн: 6 января 2025 г.
PDF версия
Исследованы температурные зависимости внутреннего трения Q-1(T) отвержденного при комнатной температуре эпоксидного связующего Т20-60, нанесенного на подложку из ситалла. На зависимости Q-1(T) полимерной структуры вблизи температуры стеклования наблюдался максимум, связываемый с процессом α-релаксации аморфной структуры. В отвержденном при комнатной температуре связующем Т20-60 в области α-релаксации на зависимости ln Q-1(1/T) для низкотемпературной ветви максимума Q-1 наблюдались три прямолинейных участка с разными углами наклона. По экспериментальным зависимостям ln Q-1(1/T) сделаны оценки энергии миграции и энергии образования вакансиоподобных дефектов аморфной структуры, обусловленных наличием атомов кислорода в составе эпоксидных групп исследуемого полимера. В доотвержденном в результате нагрева до 140oС полимере Т20-60 в области α-релаксации на зависимости ln Q-1(1/T) для низкотемпературной ветви максимума Q-1 наблюдались два прямолинейных участка с разными углами наклона, связываемые с миграцией вакансиоподобных дефектов сформировавшейся полимерной сетки. Сделаны оценки энергии миграции и энергии образования вакансиоподобных дефектов основной полимерной сетки, которые оказались равны Em2 = 0.88 ± 0.09 eV и Ev2= 0.91±0.09 eV. На зависимости ln Q-1(1/T) для высокотемпературной ветви максимума Q-1 наблюдался один прямолинейный участок. Оценка энергии активации на этой ветви показала более высокие значения энергии активации релаксационного процесса, чем на низкотемпературной ветви максимума Q-1, что указывает на диффузионную природу процесса α-релаксации эпоксидного связующего марки Т20-60. Ключевые слова: внутреннее трение, эпоксидный полимер, α-релаксация, температура стеклования.
  1. Н.П. Кобелев, В.А. Хоник. УФН, 193 (7), 717 (2023). DOI: 10.3367/UFNr.2022.04.039173 [N.P. Kobelev, V.A. Khonik. Phys.-Usp., 66 (7), 690 (2023). DOI: 10.3367/UFNe.2022.04.039173]
  2. A.S. Arkhipin, A. Pisch, G.M. Zhomin, S.V. Kuzovchikov, A.V. Khvan, N.N. Smirnova, A.V. Markin, N.A. Kovalenko, I.A. Uspenskaya. J. Non-Cryst. Solids, 603, 122098 (2023). DOI: 10.1016/j.jnoncrysol.2022.122098
  3. X. Liu, M.R. Abernathy, T.H. Metcalf, B. Jugdersuren, J.C. Culbertson, M. Molina-Ruiz, F. Hellman. J. Alloy. Compd., 855, 157431 (2021). DOI: org/10.1016/j.jallcom.2020.157431
  4. W.H. Wang. Prog. Mater. Sci., 57, 487 (2012)
  5. Г.Е. Абросимова, Д.В. Матвеев, А.С. Аронин. УФН, 192 (3), 247 (2022). DOI: 10.3367/UFNr.2021.04.038974 [G.E. Abrosimova, D.V. Matveev, A.S. Aronin. Phys.-Usp., 65 (3), 227 (2022). DOI: 10.3367/UFNe.2021.04.038974]
  6. E.V. Safonova, Yu.P. Mitrofanov, R.A. Konchakov, A.Yu. Vinogradov, N.P. Kobelev, V.A. Khonik. J. Phys.: Condens. Matter., 28, 215401 (2016). DOI: 10.1088/0953-8984/28/21/215401
  7. A.D. Bereznera, V.A. Fedorov, M.Yu. Zadorozhnyy. J. Alloy. Compd., 923, 166313 (2022). DOI: org/10.1016/j.jallcom.2022.166313
  8. Y.J. Duan, L.T. Zhang, J.C. Qiao, Y.J. Wang, Y. Yang, T. Wada, H. Kato, J.M. Pelletier, E. Pineda, D. Crespo. Phys. Rev. Lett., 129, 175501 (2022). DOI: 10.1103/PhysRevLett.129.175501
  9. А.А. Валишин, А.А. Горшков, В.А. Ломовской. Известия РАН. Механика твердого тела, 2, 169 (2011). [A.A. Valishin, A.A. Gorshkov, V.A. Lomovskoy. Mech. Solids, 46 (2), 299 (2011).]
  10. Y.J. Duan, J.C. Qiao, T. Wada, H. Kato, Y.J. Wang, E. Pineda, D. Crespo. Scr. Mater., 194, 113675 (2021). https://doi.org/10.1016/j.scriptamat.2020.113675
  11. В.С. Постников. Успехи химии, 36 (10), 1842 (1967). [V.S. Postnikov. Russ. Chem. Rev., 36 (10), 787 (1967).]
  12. J.S. Harmon, M.D. Demetriou, W.L. Johnson, K. Samwer. Phys. Rev. Lett., 99, 135502 (2007)
  13. J. Hachenberg, K. Samwer. J. Non-Cryst. Solids, 352, 5110 (2006)
  14. H.B. Yu, W.H. Wang, K. Samwer. Mater. Today, 16, 183 (2013)
  15. M. Atzmon, J.D. Ju. Phys. Rev. E, 90, 042313 (2014)
  16. В.А. Ломовской, Н.А. Абатурова, Н.Ю. Ломовская, Т.Б. Галушко. Теоретические основы химической технологии, 55 (3), 539 (2021). DOI: 10.31857/S004035712102007X [V.A. Lomovskoy, N.A. Abaturova, N.Yu. Lomovskaya, T.B. Galushko. Theor. Found. Chem. Eng., 55 (3), 457 (2021).]
  17. С.В. Немилов, Ю.С. Балашов. ФХС, 42 (2), 169 (2016). [S.V. Nemilov, Yu.S. Balashov. Glass Phys. Chem., 42 (2), 119 (2016). DOI: 10.1134/S1087659616020139]
  18. Н.П. Кобелев, Я.М. Сойфер, И.Г. Бродова, А.Н. Манухин. ФТТ, 41 (4), 561 (1999). [N.P. Kobelev, I.G. Brodova, Ya.M. Sovifer, A.N. Manukhin. Physics Solid State, 41 (4), 501 (1999). DOI: 10.1134/1.1130813]
  19. V.A. Khonic. J. Phys. IV, 6 (8), 591 (1996)
  20. B. Cai, L.Y. Shang, P. Cui. Phys. Rev. B, 70, 184208 (2004)
  21. L.T. Zhang, J.M. Pelletier, J.C. Qiao. J. Alloy. Compd., 869, 159271 (2021). https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2021.159271
  22. В.С. Биланич, В.Б. Онищак, И.И. Макауз, В.М. Ризак. ФТТ, 52 (9), 1698 (2010). [V.S. Bilanich, V.B. Onishchak, I.I. Makauz, V.M. Rizak. Physics Solid State, 52 (9), 1820 (2010). DOI: 10.1134/S1063783410090064]
  23. А.Н. Кабанская, В.А. Ломовской, А.А. Горшков, З.И. Фомкина, Е.В. Копылова. Вестник МИТХТ, 8 (5), 89 (2013)
  24. S.A. Gridnev, Yu.E. Kalinin, V.A. Dybov, I.I. Popov, M.A. Kashirin, N.A. Tolstykh. J. Alloy. Compd., 918, 165610 (2022). https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2022.165610
  25. Т.Р. Асламазова, В.А. Котенев, Н.Ю. Ломовская, В.А. Ломовской, А.Ю. Цивадзе. Физикохимия поверхности и защита материалов, 52 (6), 621 (2016). DOI: 10.7868/S0044185616060073 [T.R. Aslamazova, V.A. Kotenev, N.Y. Lomovskaya, V.A. Lomovskoi, A.Y. Tsivadze. Protection Metals and Physical Chemistry of Surfaces, 52 (6), 1012 (2016). DOI: 10.1134/S2070205116060071]
  26. Е.С. Жаворонок, И.Н. Сенчихин, О.А. Хлебникова, Н.Ю. Ломовская, В.А. Ломовской, В.И. Ролдугин. Журн. физ. хим., 89 (4), 713 (2015). DOI: 10.7868/S0044453715040329 [E.S. Zhavoronok, I.N. Senchikhin, O.A. Khlebnikova, N.Yu. Lomovskaya, V.A. Lomovskoi, V.I. Roldugin. Russ. J. Phys. Chem., 89 (4), 715 (2015). DOI: 10.1134/S0036024415040305]
  27. Г.М. Бартенев, С.Я. Френкель Физика полимеров. (Химия, Л., 1990)
  28. В.И. Иржак. Эпоксидные полимеры и нанокомпозиты (Ред.-издат. отд. ИПХФ РАН, Черноголовка, 2021)
  29. Г.М. Бартенев, Д.С. Сандитов. Релаксационные процессы в стеклообразных системах (Наука, Новосибирск, 1986)
  30. Г.М. Бартенев, В.А. Ломовской. Высокомолек. соед. Сер. А, 44 (8), 1331 (2002). [G.M. Bartenev, V.A. Lomovskoi. Polym. Sci. Ser. A, 44 (8), 841 (2002).]
  31. В.А. Ломовской. Тонкие химические технологии, 10 (3), 5 (2015)
  32. M. Reiner. Phys. Today, 17 (1), 62 (1964). DOI: 10.1063/1.3051374
  33. Г.М. Бартенев, А.Г. Бартенева. Релаксационные свойства полимеров (Химия, М., 1992)
  34. Г.М. Бартенев, В.А. Ломовской. Журн. физ. хим., 77 (12), 2266 (2003). [G.M. Bartenev, V.A. Lomovskoi. Russ. J. Phys. Chem., 77 (12), 2045 (2003).]
  35. Ю.Е. Калинин, А.М. Кудрин, О.В. Овдак, И.И. Попов. Высокомолек. соед. Сер. А, 64 (1), 3 (2022). DOI: 10.31857/S2308112022010047 [Y.E. Kalinin, A.M. Kudrin, O.V. Ovdak, I.I. Popov. Polym. Sci. Ser. A, 64 (1), 1 (2022). DOI: 10.1134/S0965545X22010047]
  36. А. Новик, Б. Берри. Релаксационные явления в кристаллах пер. с англ. под ред. Э.М. Надгорного, Я.М. Сойфера (Атомиздат, М., 1975) [A.S. Nowick, B.S. Berry. Anelastic relaxation in crystalline solids. (Academic Press, NY., London, 1972)]
  37. B. Escaig. Acta Metal., 10, 829 (1962)
  38. Ю.Р. Закис. Дефекты в стеклообразном состоянии вещества (Зинатне, Рига, 1984)
  39. A.K. Doolittle. J. Appl. Phys., 22, 1471 (1951)
  40. D. Turnbull, M.H. Cohen. J. Chem. Phys., 34, 120 (1961)
  41. D. Turnbull, M.H. Cohen. J. Chem. Phys., 52, 3038 (1970)
  42. Я.И. Френкель. Введение в теорию металлов (Наука, Л., 1972)
  43. Ю.Р. Закис. Физика и химия стеклообразных систем (ЛГУ, Рига, 1980)
  44. F. Spaepen. J. Non-Crystal. Solids, 31 (1-2), 207 (1978)
  45. F. Spaepen. Scr. Mater., 54, 363 (2006)
  46. C.A. Schuh, T.C. Hufnagel, U. Ramamurty. Acta Mater., 55, 4067 (2007)
  47. A. Van den Beukel, J. Sietsma. Acta Metall. Mater., 38, 383 (1990)
  48. Г.В. Козлов, В.У. Новиков. УФН, 171 (7), 717 (2001). DOI: 10.3367/ UFNr.0171.200107b.0717 [G.V. Kozlov, V.U. Novikov. Phys.-Usp., 44 (7), 681 (2001). DOI: 10.1070/PU2001v044n07ABEH000832]
  49. K.S. Gabriels, T.V. Dubovitskaya, Yu.E. Kalinin, M.A. Kashirin и др. Thin Solid Films, 804, 140504 (2024). https://doi.org/10.1016/j.tsf.2024.140504
  50. И.В. Золотухин, Ю.Е. Калинин. УФН, 160 (9), 75 (1990). DOI: 10.3367/UFNr.0160.199009b.0075 [I.V. Zolotukhin, Y.E. Kalinin. Sov. Phys. Usp., 33 (9), 720 (1990). DOI: 10.1070/PU1990v033n09ABEH002628]
  51. С.А. Гриднев, Ю.Е. Калинин. ЖТФ, 92 (2), 242 (2022). DOI: 10.21883/JTF.2022.09.52930.94-22 [S.A. Gridnev, Y.E. Kalinin. Tech. Phys., 68 (3), 532 (2023). DOI: 10.1134/S1063784223900826]
  52. Н.П. Кобелев, Е.Л. Колыванов, В.А. Хоник. ФТТ, 45 (12), 2124 (2003). [N.P. Kobelev, E.L. Kolyvanov, V.A. Khonik. Physics Solid State, 45 (12), 2225 (2003). DOI: 10.1134/1.1635489]
  53. Ю.Е. Калинин, А.Т. Косилов, О.В. Овдак, А.М. Кудрин, О.А. Караева, М.А. Каширин, Д.Я. Дегтярев. ЖТФ, 89 (4), 578 (2019). DOI: 10.21883/JTF.2019.04.47316.217-18 [Yu.E. Kalinin, A.T. Kosilov, O.V. Ovdak, A.M. Kudrin, O.A. Karaeva, M.A. Kashirin, D.Ya. Degtyarev. Tech. Phys., 64 (4), 535 (2019). DOI: 10.1134/S1063784219040121]
  54. Электронный ресурс. Эпоксидное связующее Т20-60 Режим доступа: www.itecma.ru
  55. А.В. Ситников, В.А. Макагонов, Ю.Е. Калинин, С.Б. Кущев, В.А. Фошин. ЖТФ, 93 (11), 1663 (2023). DOI: 10.61011/JTF.2023.11.56499.137-23 [A.V. Sitnikov, V.A. Makagonov, Y.E. Kalinin, S.B. Kushchev, V.A. Foshin. Tech. Phys., 68 (11), 1542 (2023). DOI: 10.21883/0000000000]
  56. S.A. Gridnev, I.I. Popov, M.A. Kashirin, A.I. Bocharov. J. Alloy. Compd., 889, 161764 (2021). https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2021.161764
  57. Z.S. Li, Q.F. Fang, S. Veprek, S.Z. Li. Mater. Sci. Eng. A, 370, 186 (2004). https://doi.org/10.1016/j.msea.2003.09.048
  58. Д.С. Сандитов, М.И. Ожован. УФН, 189 (2), 113 (2019). DOI: 10.3367/UFNr.2018.04.038319 [D.S. Sanditov, M.I. Ojovan. Phys.-Usp., 62 (2), 111 (2019). DOI: 10.3367/UFNe.2018.04.038319]
  59. Д.С. Сандитов. ДАН, 464 (6), 705 (2015). DOI: 10.7868/S0869565215300167. [D.S. Sanditov. Dokl. Phys. Chem., 464 (2), 255 (2015). DOI: 10.1134/S0012501615100097]
  60. И.В. Золотухин, Ю.Е. Калинин, О.В. Стогней. Новые направления физического материаловедения (Изд-во ВГУ, Воронеж, 2000)
  61. Д.С. Сандитов, А.А. Машанов. Высокомолек. соед. Сер. А, 61 (2), 99 (2019). DOI: 10.1134/S230811201902010X [D.S. Sanditov, A.A. Mashanov. Polym. Sci. Ser. A, 61 (2), 119 (2019). DOI: 10.1134/S0965545X1902010X]
  62. Ю.Е. Калинин, Б.М. Даринский. Метал. терм. обраб. мет., 35, 15 (2012). [Y.E. Kalinin, B.M. Darinskii. Metal Sci. Heat Treatment, 54 (5-6), 221 (2012).]
  63. В.С. Постников. Внутреннее трение в металлах (Металлургия, М., 1974)
  64. Z. Wang, B.A. Sun, H.Y. Bai, W.H. Wang. Nat. Commun., 5, 5823 (2014)
  65. Современная кристаллография (в четырех томах). Физические свойства кристаллов Л.А. Шувалов, А.А. Урусовская, И.С. Желудев и др. (Наука, М., 1981), т. 4.

Подсчитывается количество просмотров абстрактов ("html" на диаграммах) и полных версий статей ("pdf"). Просмотры с одинаковых IP-адресов засчитываются, если происходят с интервалом не менее 2-х часов.

Дата начала обработки статистических данных - 27 января 2016 г.

Учредители

Издатель

© 2025 Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук
Powered by webapplicationthemes.com - High quality HTML Theme