Получение и исследование композиционных материалов на основе металлического стекла и полиэтилена

   Металлические стекла имеют чрезвычайно высокую прочность, коррозионную стойкость, твердость, износостойкость и магнитную упругость. В свою очередь, полимерные материалы имеют высокую пластичность и низкую плотность. Таким образом, получение нового класса легкого, пластичного и высокопрочного материала на основе металлического стекла и полимера поможет решить проблемы, связанные с улучшением механических свойств конструкционных материалов.

   Металлическое стекло на основе магния может послужить хорошим конструкционным материалом из-за его достаточно низкого веса и относительно высоких механических свойств. К тому же, такое металлическое стекло имеют хорошие биомедицинские свойства, они могут быть использованы в качестве биоразлагаемых имплантатов.

   Цель настоящей работы состояла в разработке научных основ и способов повышения прочностных механических характеристик, пластичности и вязкости разрушения конструкционных и функциональных материалов на основе металлического стекла и полимера.

   Объектами исследования являлись композиционные материалы на основе полиэтилена высокой плотности (ПЭВП), который армировался металлическим стеклом Mg_67,5Ca₅Zn_27,5 с последующей экструзией или консолидацией композитного порошка. Процедуры экструзии и прессования выполнялись при температуре вязкого течения обоих материалов, так как выбранные материалы имеют почти одинаковую температуру перехода в вязкотекучие состояние. В рамках проведения работы получены следующие результаты:

   1. Предложен метод получения композиционных образцов путём совместной экструзии смеси порошков металлического стекла и полимера в температурном интервале, между температурой начала стеклования (Tg) и кристаллизации (Tg).

   2. Показано, что предварительная обработка аморфного металлического стекла силаном, способствует образованию химических связей между поверхностями частиц металлического стекла и полимера. Образование таких химических связей улучшает взаимодействие  между частицами, что подтверждается относительным увеличением модуля упругости, теплопроводности, а также появлением у такого композиционного материала относительно высокой размерной стабильности, по сравнению с чистым полимером, что имеет высокую важность, например, для биомедицинских материалов.