Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Nghiên cứu độ creep kéo và tính chất cơ học của nano-composite sợi carbon
Tóm tắt
Việc sửa đổi bề mặt của ống nanoscarbon (CNTs) gần đây đã được quan sát là ảnh hưởng đến sự phân bố của CNTs trong nhựa epoxy và các tính chất cơ học cũng như độ dẫn điện của các CNT này. Do đó, việc xử lý ống nanoscarbon đa tường (MWCNTs) bằng các axit hữu cơ để oxy hóa chúng, tạo ra các nhóm chức năng trên bề mặt của MWCNTs là một nhiệm vụ quan trọng để thực hiện sửa đổi bề mặt của MWCNTs trong nghiên cứu này. Nghiên cứu này nghiên cứu sự cải thiện tiếp theo của các tính chất cơ học và độ dẫn điện của chúng. Tỷ lệ khác nhau của MWCNTs được thêm vào nhựa epoxy đã được so sánh về tác động của chúng đối với các tính chất cơ học như độ bền và độ dẫn điện của các composite tạo ra ở các nhiệt độ khác nhau. Kết quả thử nghiệm cũng chỉ ra rằng độ bền cơ học và độ dẫn điện tăng lên với lượng MWCNTs được thêm vào các composite. Các hệ số giãn nở khác nhau của ma trận, sợi và CNTs đã dẫn đến việc giãn nở quá mức của ma trận ở nhiệt độ cao gây ra nứt. Một hình ảnh SEM của bề mặt nứt cho thấy sự tách rời và sự kéo ra của các sợi dọc do liên kết bề mặt kém giữa sợi và ma trận, điều này làm giảm độ bền tổng thể. Hơn nữa, hành vi creep của các composite CF/nhựa epoxy nhiệt rắn và MWCNTs/CF/nhựa epoxy đã được thử nghiệm và phân tích ở các áp lực, hướng sợi, nhiệt độ và độ ẩm khác nhau. Creep có thể được phân loại thành hai giai đoạn: giai đoạn ban đầu và giai đoạn ổn định. Các tác động của lực creep, thời gian creep và độ ẩm đối với creep của các composite chứa các tỷ lệ MWCNTs khác nhau đã được nghiên cứu ở các nhiệt độ khác nhau. Ngoài ra, độ biến dạng creep giảm khi số chu kỳ trong các thử nghiệm creep tuần hoàn tăng lên ở nhiệt độ phòng và ở nhiệt độ cao 55 °C. Các cơ chế creep có thể xảy ra ở nhiệt độ phòng đã được đề xuất và thảo luận. Khi số lần kiểm tra creep tăng lên, độ biến dạng creep giảm do hiện tượng biến dạng cứng tạo ra trong quá trình creep. Độ biến dạng creep được cho là tăng lên với áp lực tác động, thời gian creep, độ ẩm, nhiệt độ và độ nghiêng θ giữa hướng của sợi và hướng của lực tác động. Sự giảm độ biến dạng creep của các composite CF/nhựa epoxy cũng đã được nghiên cứu sau quá trình lão hóa trong buồng nhiệt độ và độ ẩm ổn định trong các khoảng thời gian khác nhau trước khi thử nghiệm creep. Cuối cùng, định luật Findley được sử dụng để khớp các đường cong độ biến dạng creep trong các composite CF/nhựa epoxy và MWCNTs/CF/nhựa epoxy dưới các điều kiện thử nghiệm khác nhau.
Từ khóa
#ống nanoscarbon #nhựa epoxy #tính chất cơ học #độ dẫn điện #độ biến dạng creepTài liệu tham khảo
Cochet M, Maser WK, Benito AM, Callejas MA, Martinez MT, Benoit JM (2001) Synthesis of a new polyaniline/nanotube composite: “in-situ” polymerization and charge transfer through siteselective interaction. Chem Comm 16:1450–1451
Hayhurst DR (1972) J Mech Phys Solids 20:381
Finnie L, Heller WR (1959) Creep of engineering materials. McGraw-Hill Book Company, London
Bendersky L, Rosen A, Mukherjee AK (1985) Int Metal Rev 130:1–15
Mughrabi H (1991) Acta Metall Mater 139:3067–3070
Kumar S, Doshi H, Srinivasarao M, Park JO, Schiraldi DA (2002) Fibers from polypropyle- ne/nano carbon fiber composites. Polymer 43:1701–1703
Qian D, Dickey EC, Andrews R, Rantell T (2000) Load transfer and deformation mechanisms in carbon nanotube-polystyrene composites. Appl Phys Lett 76(20):2868–2870
Kortschot MT, Woodhams RT (1988) Computer simulation of the electrical conductivity of polymer composite containing matallic fillers. Polymer Compos 9(1):60–71
Novak I, Chodak I (2002) Investigation of the correlateion between electrical conductiveity and elongateion at break in polyurethane-based adhesives. Synthesis Metal 131:93–98
Chen CH, Chen YC (1994) The creep behavior of solid filled rubber composites. J Polymer Res 1(1):75–83
Zhang SY, Xiang XY (1992) Creep characterization of a fiber reinforced plastic material. J Reinforc Plast Compos 11:1187–1195
Gittus J (1975) Creep, viscoelasticity and creep fracture in solids. London: Appl. Sci
Keh A (1965) Phil Mag 9:12
Meier M, Blum W (1993) Proceedings of the Fifth International Conference for Creep Fracture of Engineering Materials and Structure, Swansea, 28 March–2 April, p 167
Oehlert A, Atrens A (1994) Acta Metal Mater 31:1473–1528
Findley WN (1944) Creep characterization of plastic. Proc. Symposium on Plastics. American Society for Testings and Materials, Philadelphia, PA
Findley WN, Lai JSY (1967) A modified superposition principle applied to creep of nonlinear viscoelastic material under abrupt change in state of combined stress. Trans Soc Rheol