МОДИФИКАЦИЯ КЛЕЕВ ДЛЯ СКЛЕИВАНИЯ ДРЕВЕСИНЫ

а
б
Рис. 3. Зависимость термосопротивления контактной пары из сплава Д16Т с плоскошероховатыми поверхностями от нагрузки с
листовыми прокладками в зоне контакта из: аналогично данным рис. 1. Температура в зоне контакта
Tk  403 K
(а). Штриховая
линия – непосредственный контакт.
Из рис. 2 просматривается картина, когда с повышением давления в зоне контакте нивелируются различия в безразмерных
термосопротивлениях для разных заполнителей. Отсюда можно сделать вывод, что при высоких значениях нагрузки различия в
эффективности заполнителей разной природы уменьшаются.
Литература
1. Шлыков Ю.П. Контактное термическое термосопротивление / Ю.П. Шлыков, Е.А. Ганин, С.Н. Царевский. М.: Энергия, 1977. –
328 с.
2. Попов В.М. Теплообмен в зоне контакта разъемных и неразъемных соединений / В.М. Попов. М.: Энергия, 1971. – 216 с.
3. Мадхусудана К.В. Контактная теплопередача. Исследования последнего десятилетия / К.В. Мадхусудана, Л.С. Флетчер //
Аэрокосмическая техника. 1987. № 3. – С. 103–120.
4. Меснянкин С.Ю. Современный взгляд на проблемы теплового контактирования твердых тел / С.Ю. Меснянкин, А.Г. Викулов,
Д.Г. Викулов // Успехи физических наук. 2009. 2009. Т. 179. – № 9. С. 945–970.
5. Демкин Н.Б. Контактирование шероховатых поверхностей / Н.Б. Демкин. М.: Наука, 1970. – 226 с.
Попов В.М.
доктор технических наук, профессор кафедры электротехники, теплотехники и гидравлики
Воронежская государственная лесотехническая академия – ВГЛТА
Лушникова Е.Н.
кандидат технических наук, доцент той же кафедры
Клюквин А.А.
студент, автомобильный факультет, Воронежская государственная лесотехническая академия – ВГЛТА
МОДИФИКАЦИЯ КЛЕЕВ ДЛЯ СКЛЕИВАНИЯ ДРЕВЕСИНЫ ПУТЕМ ВОЗДЕЙСТВИЯ МАГНИТНЫМ ПОЛЕМ*
Аннотация
Статья посвящена проблеме повышения прочности изделий из клееной древесины. Предлагается технология, в основу которой
заложен эффект упорядочения структуры полимерной основы клея на наноуровне под воздействием постоянного или импульсного
магнитного поля, приводящий к повышению прочности клеевых соединений на основе магнитообработанного клея.
Ключевые слова: магнитное поле, напряженность, прочность, структура, полимер, клей.
Keywords: magnetic field, intensity, strength, structure, polymer, glue.
На современных деревообрабатывающих предприятиях большой удельный вес готовой продукции составляют изделия из клееной
древесины [1]. Склеивание применяется при изготовлении фанеры, щитового паркета, мебели, в сборном домостроении и др. В
большинстве случаев основным требованием к изделиям из клееной древесины является прочность клеевых соединений [2]. Такие
мероприятия по повышению прочности клееной древесины, как создание новых марок клеев, совершенствование технологий склеивания
на сегодняшний день практически себя исчерпали.
Требуется разработка новых методов воздействия на структуру клеев на наноуровне, позволяющих направленно повышать
прочность клеевых соединений. Ранее проведенные исследования по влиянию постоянного магнитного поля на расплавы полимеров [3]
показали, что магнитообработанные полимеры в отвержденном состоянии приобретают повышенную микротвердость. Основываясь на
этих данных, можно осуществить также повышение прочности клеевых соединений.
Для подтверждения выдвинутой гипотезы проводились опытные исследования по влиянию магнитного поля на полимерные
компоненты двух разновидностей полимерных клеев, применяемых для склеивания древесины. Испытывались полимерные компоненты
карбамидоформальдегидного клея повышенной жизнеспособности КФЖ и полиуретанового клея Supraterm 436. Обработку клеев
осуществляли на стенде, основным элементом которого является электромагнитный индуктор с двумя подвижными башмаками.
Электромагнит питается от специального блока током силой до 12 А. Напряженность магнитного поля между полюсами электромагнита,
где помещалась фторопластовая кювета с клеем, регулируется величиной подаваемого тока или расстоянием между полюсами. Стенд
позволяет создавать магнитное поле до Н = 30∙104 А/м. Для подогрева клея использовался регулируемый нагревательный элемент.
Обработку образцов проводили в течение 20 мин при температуре 30 ºС. Обработанный компонент клея соединялся с отвердителем и
полученный клей наносился на поверхности образцов из дуба, применяемых для скалывания вдоль волокон  согласно ГОСТа 15613.1–
84. Полимеризацию клеевых прослоек осуществлялся под давлением 0,4 МПа при температуре 40 ºС в течение суток. Испытания на
прочность проводили на разрывной машине ИР-50-3. Разрушение клеевого шва, как правило, носило когезионный характер. Параллельно по
подобной технологии изготавливались образцы с клеем, подвергнутым обработке в импульсном поле с периодом импульсов Т= 1…10 в секунду.
------------------------------------------* Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ (код проекта 10-08-00087)
65
Полученные в процессе испытаний опытные данные представлены в таблице.
Таблица
Результаты испытаний на прочность клеевых соединений на основе магнитообработанных клеев
Напряженность
Число
Предел прочности клеевых соединений при скалывании  ,
магнитного поля
колебаний
МПа для клеев
Н∙10-4, А/м
в секунду
КФЖ
Supraterm 436
Постоянное
Импульсное
Постоянное
Импульсное
поле
поле
поле
поле
0
0
6,4
2,8
3
1
7,2
7,3
3,0
3,2
3
7
7,2
7,5
3,0
3,5
3
10
7,2
7,8
3,0
3,8
8
1
8,0
8,2
3,7
3,9
8
3
8,0
8,6
3,7
4,1
8
10
8,0
9,0
3,7
4,5
20
1
10,1
10,4
5,5
5,6
20
7
10,1
10,8
5,5
5,9
20
10
10,1
11,2
5,5
6,1
24
1
10,3
10,7
5,7
5,9
24
7
10,3
11,1
5,7
6,2
24
10
10,3
11,4
5,7
6,6
Как видно из таблицы, клеевые соединения древесины на основе магнитообработанных клеев значительно прочнее, чем соединения
на клеях, не подвергнутых воздействию магнитным полем. Прочность клеевых соединений растет с повышением напряженности выше
18∙104 А/м. Воздействие на клей импульсным магнитным полем дает дополнительный эффект повышения прочности соединений на
клеях.
Для понимания механизма повышения прочности клеевых соединений на основе модифицированных магнитным полем клеев
проведены электронномикроскопические исследования образцов из полимеризованного клея КФЖ на электронном растровом
микроскопе Jelio 6380-Lf с возможным максимальным увеличением 3 нм.
1
2
а
б
Рис. 1. Надмолекулярная структура клеевых композиций КФЖ (а) и ПВА (б): 1-образцы, обработанные в магнитном поле
напряженностью
H  24  10 4 А м ; 2 – образцы, не подвергнутые магнитной обработке.
Как видно из приведенных на рисунке фотографий, под воздействием магнитного поля протекает перестройка структуры клея на
наноуровне. Структура магнитообработанного клея становится плотнее, исчезают крупные фрагменты, а также трещины, которые
являются концентраторами внутренних напряжений, как известно снижающих прочность клеевых соединений [3].
Для изучения количественного изменения микроструктуры клея, подвергнутого магнитному воздействию, проведен
рентгеноструктурный анализ на образцах отвержденного клея. На рис. 2 и 3 приведены дифрактограммы клея КФЖ до и после обработки
в магнитном поле напряженностью
H  24  10 4 А / м .
Рентгеноструктурный анализ образцов осуществляли на японском
/
дифрактометре ARZX TRA при напряжении 30 кВ, силе тока 30 мА. В качестве источника излучения использовалась
рентгеновская трубка с медным анодом.
66
Рис.2. Дифрактограммы зависимости кривых рассеянного рентгеновского излучения У ( 2 ) от угла дифракции
КФЖ: 1 – без обработки магнитным полем; 2 – после обработки.
2
для клея
Из дифрактограммы на рис. 2 видно, что после приложения магнитного поля произошло упорядочение структуры клея. Положение
первого пика сместилось в сторону меньших углов, а также произошло перераспределение высот субпиков, когда высота правого
субпика уменьшилась и появился небольшой субпик на левом склоне первого пика. Можно полагать, что под действием магнитного поля
существующий порядок в расположении атомов изменился и они перешли в более выгодное локальное энергетическое состояние. Под
действием магнитного поля уменьшаются межатомные расстояния, о чем свидетельствуют данные рис.3 по смещению пиков q( r ) в
сторону уменьшения r . Для клея КФЖ основное межатомное расстояние уменьшилось на 20%. Очевидно, что причиной сближения
рентгенорассеивающих атомов является дополнительное притяжение, наведенное магнитным полем.
Рис. 3. Приведенные функции радиального распределения для клея КФ-Ж: 1 – после обработки магнитным полем; 2 – без обработки.
Специально проведенными исследованиями установлено, что приобретенное в процессе магнитной обработки свойство клеев
сохраняется в течение не менее 15 суток.
Предлагаемая технология представляется достаточно перспективной для реализации как на предприятиях, производящих клеи, так и
на деревоперерабатывающих производствах.
Литература
1. Кислый В.В. Проблемы развития деревянных клееных конструкций в России / В.В. Кислый, Л.М. Ковальчук // Строительные
материалы. – 2003. №4. – С. 6–7
2. Фрейдин А.С. Прогнозирование свойств клеевых соединений древесины / А.С. Фрейдин, К.Т. Вуба. М.: Лесная промышленность,
1980. – 224 с.
3. Фрейдин А.С. Прочность и долговечность клеевых соединений / А.С. Фрейдин. – М.: Химия, 1971. – 256 с.
Тихонюк А.В.
Студент, кафедра информатики и программного обеспечения вычислительных систем
Национальный исследовательский университет «МИЭТ»
ТЕСТИРОВАНИЕ ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ МИКРОПРОЦЕССОРНЫХ КАРТ
Аннотация
В статье изложены основные проблемы тестирования микропроцессорных карт и методы их решения, описан подход к
тестированию, основанный на использовании сценариев. Рассмотрены основные этапы процесса тестирования и вопрос применимости
использования сценариев в процессах тестирования.
Ключевые слова: микропроцессорная карта, тестирование, сценарий.
Keywords: smart card, testing, script.
Проблемы тестирования системного программного обеспечения микропроцессорных карт
В настоящее время наблюдается рост автоматизации в различных сферах человеческой деятельности. Одним из средств
автоматизации является микропроцессорная карта. Наибольшую популярность микропроцессорные карты приобрели при развитии GSMсвязи, которая использует SIM-карты. Сейчас спектр применения микропроцессорных карт достаточно широк: банковские карты,
электронные пропуска, карты проезда в транспорте и т.д.
К микропроцессорным картам предъявляются повышенные требования по надежности и безопасности функционирования.
Основным методом измерения качества, определения корректности и реальной надежности функционирования программ[1] является
тестирование. Поэтому возникает вопрос о применимости классических методов тестирования ПО микропроцессорных карт.
67