A vizsgálati hőmérséklet hatásának elemzése szívós viselkedésű hibrid kompozitok mechanikai tulajdonságaira
A nagy teljesítményű kompozit anyagok talán legnagyobb hátránya a kiszámíthatatlan, katasztrofális tönkremenetel. A közelmúltban kifejlesztettek egy vékony szénrétegeket tartalmazó, szívós viselkedésű, unidirekcionális hibrid kompozitot, amelynek nagy előnye, hogy a szénrétegek tönkremenetele során a terhelés állandó értéken marad, szemben a hagyományos rétegvastagságú hibrid kompozitokkal, amelyek esetében a szénrétegek tönkremenetelekor jelentős erőesés tapasztalható. Az új anyag tulajdonságainak széles körű feltárása részeként vizsgáltam a hőmérséklet hatását az alkalmazhatóságra. A kutatás során két, különböző rétegrendű próbatest típust készítettem, a vékonyabb típus esetében középen két réteg szén, kétoldalt pedig egy-egy üvegszálas réteg alkotja a próbatestet. A vastagabb próbatest típus négy szénszálas réteget tartalmaz, amelyek középen teljes vastagságuk mentén át vannak vágva. A rétegek száma a másik típushoz képest ez esetben kétszeres így a két-két üvegszálas réteg fogja közre a szénszálast. A vékony próbatestek esetében a szénszálas réteg töredezését, a vastagabbaknál a szén- és üvegszálas rétegek elválását vizsgáltam. A próbatesteket alacsony- (-50 °C), szobahőmérsékleten (25°C), és magas hőmérsékleten (80°C) vetettem alá egytengelyű szakítóvizsgálatoknak. A károsodás (rétegelválás) alacsonyabb nyúlás és feszültség értékeknél jelentkezett a vastagabb próbatestek esetén, mint a szénszálas réteg töredezése a vékonyabb típus estén. A károsodási folyamat megindulásához tartozó nyúlás- és feszültség értékek mindkét próbatest típus esetén csökkenést mutattak a hőmérséklet függvényében. Ez a csökkenés a rétegelválást mutató próbatestek esetén jelentősebb volt, mint a vékonyabb (töredező) típusnál, mivel az előbbi típus mechanikai válasza érzékenyebb a hőmérsékletfüggő viselkedésű mátrix tulajdonságaira. A töredezési mintázat szemmel látható változása a rétegközi nyírószilárdság hőmérséklet függvényében történő csökkenésével magyarázható.
szerző
-
Bugár-Mészáros Márton
Gépészmérnöki alapszak (BSc)
alapképzés (BA/BSc)
konzulens
-
Dr. Czél Gergely
Egyetemi docens, Polimertechnika Tanszék