Ayon sa pinakahuling ulat, ang susunod na henerasyon ng mga composite na materyales ay maaaring subaybayan ang kanilang sariling structural health status, at maging karaniwan.
Ang mga composite ng carbon fiber ay magaan at matibay at mahalagang istruktural na materyales para sa mga sasakyan, sasakyang panghimpapawid at iba pang paraan ng transportasyon. Binubuo ang mga ito ng mga polymer substrates, tulad ng epoxy resins, na naka-embed sa reinforced carbon fibers. Dahil sa magkaibang mekanikal na katangian ng dalawang materyales, ang mga hibla ay mahuhulog sa substrate sa ilalim ng labis na stress o pagkapagod. Nangangahulugan ito na ang pinsala sa carbon fiber composite na istraktura ay maaari pa ring itago sa ilalim ng ibabaw at hindi matukoy ng mata, na maaaring humantong sa kabiguan.
"Sa pamamagitan ng pag-unawa sa loob ng mga composite, mas mahusay mong hatulan ang kanilang kalusugan at malaman kung mayroong anumang pinsala na kailangang ayusin," Ridge Chris Bowland, isang mananaliksik sa
Oak Ridge National Laboratory sa US Department of Energy (Oak National Laboratory) Wigner. "Kamakailan, si Amit Naskar, pinuno ng carbon at composites team sa Bowland at ORNL, ay nag-imbento ng rolling stripe method upang ibalot ang conductive carbon fibers sa semiconductor silicon carbide nanoparticles. Ang mga nanomaterial ay naka-embed sa mga composite na materyales na mas malakas kaysa sa iba pang fiber-reinforced composites. ang polymer, ang mga fibers ay bumubuo ng isang power grid, at ang mga bulk composites ay nagdudulot ng kuryente computer ng eroplano upang ipahiwatig na ang pakpak ay nasa ilalim ng masyadong maraming presyon at nagmumungkahi ng isang pagsubok Ang rolling strip demonstration ng ORNL ay nagpapatunay sa prinsipyo na ang pamamaraan ay maaaring makabuo ng susunod na henerasyon ng mga composite coated fibers sa isang malaking sukat. Ang mga self-sensing composite, marahil ay gawa sa mga renewable polymer substrates at murang carbon fibers, ay makakahanap ng kanilang lugar sa mga ubiquitous na mga produkto sa ubiquitous na mga produkto naka-embed sa mga nanoparticle, ang mga mananaliksik ay nag-install ng mataas na pagganap na carbon fiber spool sa mga roller, at ang mga roller ay nagbabad sa mga fibers sa epoxy resins, na naglalaman ng mga available na nanoparticle sa merkado, ang lapad nito ay tungkol sa lapad ng virus (45-65 nm).
Ang mga hibla ay pagkatapos ay tuyo sa oven upang ma-secure ang patong. Upang masubukan ang lakas ng mga fibers na naka-embed sa nanoparticles na nakadikit sa polymer substrate, ang mga mananaliksik ay gumawa ng fiber-reinforced composite beam, na nakaayos sa One Direction. Ang Bowland ay nagsagawa ng stress test kung saan ang mga dulo ng cantilever ay naayos, habang ang makina na sinusuri ang mga mekanikal na katangian na inilapat thrust sa gitna ng beam hanggang sa mabigo ang beam. Upang mapag-aralan ang kakayahan ng sensing ng composite material, nag-install siya ng mga electrodes sa magkabilang panig ng cantilever beam. Sa isang makina na kilala bilang "Dynamic mechanical analyzer," pinutol niya ang isang dulo upang panatilihing nakatigil ang cantilever. Ang makina ay nagsasagawa ng puwersa sa kabilang dulo upang ibaluktot ang suspension beam habang sinusubaybayan ni Bowland ang pagbabago ng resistensya. Ang ORNL, isang postdoctoral researcher na si Ngoc Nguyen, ay nagsagawa ng mga karagdagang pagsusuri sa Fourier Transform Infrared spectrometer upang pag-aralan ang mga kemikal na bono sa mga composite at pagbutihin ang pag-unawa sa pinahusay na lakas ng makina na naobserbahan. Sinubukan din ng mga mananaliksik ang kakayahan ng dissipative energy ng mga composite na gawa sa iba't ibang dami ng nanoparticle (sinusukat ng vibration damping behavior), na magpapadali sa pagtugon ng structural materials sa shocks, vibrations at iba pang stress at strain sources. Sa bawat konsentrasyon, ang mga nanoparticle ay maaaring mapahusay ang pagwawaldas ng enerhiya (mula 65% hanggang 257% hanggang sa iba't ibang antas). Nag-aplay sina Bowland at Naskar para sa isang proseso ng patent para sa paggawa ng self-sensing carbon fiber composites.
"Ang mga pinapagbinhi na coatings ay nagbibigay ng isang bagong paraan upang samantalahin ang mga bagong nanomaterial na binuo. "Sabi ni Bowlland. Ang pag-aaral ay sinusuportahan ng mga proyekto sa pananaliksik at pagpapaunlad na pinamunuan ng ORNL Laboratory, na inilathala sa journal na ACS Applied Materials and Interfaces (Applied Materials & Interfaces) ng American Chemical Society.
Oras ng post: Dis-07-2018