Szénszál erősítésű kompozitok szívósságnövelése a határfelületi adhézió módosításával
A polimer kompozitok térnyerése egyre növekszik szerkezeti anyagok terén történő felhasználásuk területén [1]. A legmagasabb elvárásokkal rendelkező iparágakban, mint a repülőgépipar és az autóipar a szénszál erősítésű polimer kompozitok alkalmazásával kis sűrűség, alkatrész tömeg mellett sikerült nagy terhelhetőséget, szilárdságot, merev szerkezetet, nagy rugalmassági moduluszt elérni, így nagyon sok területen ezek az anyagok ki tudták váltani a szerkezeti acél alkatrészeket is. Ugyan a kompozitok összetett, redundáns szerkezete elméletben biztosítja a fokozatos tönkremenetelt, a szénszál erősítésű kompozitok szívóssága, szakadási nyúlása még nem éri el az iparágak által támasztott magasabb szívóssághoz tartozó értékeket.
A polimer kompozitok szívósságának növelésével számos kutatás foglalkozik, melyek különböző megközelítés szerint próbálják megoldani a problémát. Általában a kompozit szerkezet valamely komponensének tulajdonságmódosításával törekszenek a szívósság növelésére. Ilyen módszer például a szálorientáció kismértékű módosítása, ami során a terhelés irányától kismértékben eltérő irányú erősítő struktúra, és folytonossági hiányok kialakítása ad lehetőséget a szívósság növelésére [2]. Egy másik lehetőség a szívósabb, gumiszerű mátrixanyagok alkalmazása [3]. Míg az első módszer a kompozit szerkezet szilárdsága, addig a második módszer a kompozit szerkezet merevsége terén hozhat áldozatot, így egyik módszer sem jelent jelenleg végleges megoldást a cél eléréséhez.
A kutatás során a határfelületi adhézió tervezhető módosításával állítok elő szénszál erősítésű kompozit szerkezeteket azok szívósságának növelése érdekében. A készített kompozitokat szakító, hajlító és ütvehajlító vizsgálatokkal hasonlítom össze a módosítatlan referenciával. A vizsgálatok során hőkamerás méréssel és akusztikus emissziós méréssel vizsgálom a kompozitok tönkremeneteli folyamatát. A vizsgálati eredmények alapján fény derülhet a kidolgozott módszer hatékonyságára, a szívóssági, szilárdsági és merevségi értékek változására.
Irodalom:
[1.] Holmes M.: Global carbon fibre market remains on upward trend. Reinforces Plastics, 11/12, 38-45, 2014.
[2.] Czél G. et al.: Demonstration of pseudo-ductility in unidirectional discontinuous carbon fibre/epoxy prepreg composites, Composites Science and Technology, 106, 110-119, 2015.
[3.] Richard P. et al.: Reinforcement of rubbery epoxy by carbon nanofibres, Materials Science and Engineering: A, 352, 344-348, 2003.
szerző
-
Magyar Balázs
Gépészmérnöki mesterképzési szak
mesterképzés (MA/MSc)
konzulensek
-
Dr. Szebényi Gábor
Egyetemi docens, Polimertechnika Tanszék -
Dr. Czigány Tibor
egyetemi tanár, Polimertechnika Tanszék -
Dr. Karger-Kocsis József
Egyetemi tanár, Polimertechnika Tanszék
