Влияние пористости на величину коэффициента трещиностойкости Kc биокомпозита гидроксиапатит - многостенные углеродные нанотрубки

Барабашко, Максим Сергеевич; Резванова, Анастасия Евгеньевна; Евтушенко, Евгений Павлович; Пономарев, Александр Николаевич (физик)

Влияние пористости на величину коэффициента трещиностойкости Kc биокомпозита гидроксиапатит - многостенные углеродные нанотрубки

Барабашко, Максим Сергеевич, Резванова, Анастасия Евгеньевна, Евтушенко, Евгений Павлович, Пономарев, Александр Николаевич (физик)

Дата публикации: 2020

Дата публикации в реестре: 2021-03-09T16:27:17Z

Аннотация:

Выполнен анализ влияния пористости композита гидроксиапатит - многостенные углеродные нанотрубки (ГА-МУНТ) на величину коэффициента трещиностойкости K c. Установлено, что на результирующие значения коэффициента трещиностойкости K c влияют два конкурирующих фактора. С одной стороны, более прочные, чем окружающая матрица гидроксиапатита (ГА), добавки многостенных углеродных нанотрубок (МУНТ) позволяют увеличить значения K c за счет возможного отклонения траектории развития трещины от планарной геометрии, что приводит к уменьшению движущей силы распространения трещины. С другой стороны, увеличение содержания добавок МУНТ приводит к уменьшению пористости композита. Выполнено численное компьютерное моделирование формирования трещин в ГА различной пористости. Показано, что уменьшение пористости, обусловленное активацией процесса спекания за счет введения добавок МУНТ, приводит к уменьшению коэффициента трещиностойкости K c керамики. Установлено, что добавки МУНТ в содержании менее 0.5 мас. % не вызывают существенного роста трещиностойкости K c за счет конкуренции этих двух механизмов.

Ключевые слова:
пористость, композиты, гидроксиапатит, многостенные углеродные нанотрубки, трещиностойкость

Тип: статьи в журналах

Права: open access

Источник: Известия высших учебных заведений. Физика. 2020. Т. 63, № 11. С. 44-49