Rendezett rövid szálakkl erősített kompozitok viselkedése és tönkremeneteli módjai nyomó terhelés hatására
A polimer kompozitok olyan szerkezeti anyagok, amelyek manapság egyre inkább használatosak a mérnöki életben, például az autó- és a repülőgép iparban. Habár ezeknek az anyagoknak rengeteg előnye van, úgy, mint alacsony sűrűség, anizotrópia, valamint a hosszú élettartam, azonban van egy jelentős hátrányuk, amely korlátozza a felhasználhatóságukat.
A folytonos szálakkal erősített kompozitok általában előre megjósolhatatlan, katasztrofális módon mennek tönkre, bármilyen erre utaló, figyelmeztető jel nélkül. A szívós viselkedés elérése ezért intenzíven kutatott terület. Számos koncepciót dolgoztak ki a szívós viselkedés elérésére. Ilyen lehetőség például az elforgatott rétegű, szénszál erősítésű polimer kompozit laminátok kifejlesztése, nagy teljesítményű üvegszál/epoxy kompzitok vékony rétegű szénszálas prepreg rétegekkel történő hibridizációja, unidirekcionális hibrid kompozitok gyártása rövid szénszál/epoxy és folytonos üvegszál/epoxy rétegekkel. Yu és társai nagymértékben rendezett rövid szénszál/üvegszál erősítésű hibrid kompozitokban vizsgálták a szívóssági tulajdonságokat.
TDK munkám célja rendezett rövid szállakkal erősített kompozitok nyomás hatására történő viselkedésének és tönkremeneteli módjainak négy-pontos hajlítás, optikai mikroszkóp és pásztázó elektronmikroszkóp segítségével történő vizsgálata volt. A munkám első lépéseként széleskörű irodalomkutatást végeztem, majd az irodalomban talált adatok alapján kompozit próbatesteket terveztem. Az előkészületek után rendezett rövidszálas előformákat gyártottam E-üvegszálakból, nagy moduluszú szénszálakból, valamint nagy szilárdságú szénszálakból a Yu és társai által kifejlesztett HiPerDiF gép segítségével. Ezután prepregekből kézi laminálás technológiájával kompozit próbatesteket készítettem. A próbatestek autoklávban történő térhálósítását követően azokat négy-pontos hajlítással a rövidszálas rétegek tönkremeneteléig terheltem. Munkám zárásaként mikroszkópi és pásztázó elektron mikroszkópi képeket készítettem, hogy azokkal alátámasztott következtetéseket vonjak le a rövidszálas rétegek tönkremeneteli módjáról.
Kutatásom során kapott eredmények az első lépések a rendezett rövid szálakkal erősített kompozitok nyomás hatására történő viselkedésének, illetve tönkremeneteli módjának alapos megértéséhez.
Irodalom:
[1.] Yu H., Potter K. D., Wisnom M. R.: A novel manufacturing method of aligned short fibre composite. In: Proceedings of ECCM15-15th European conference on composite materials. Venice, Italy (2012).
[2.] Yu H., Potter K. D., Wisnom M. R.: Aligned short fibre composites with high performance. In: Proceedings of ICCM19-19th International conference on composite materials. Montreal, Canada (2013).
[3.] Longana, M. L., Ong, N., Yu H., Potter K. D.: Multiple closed loop recycling of carbon fibre composites with the HiPerDiF (High Performance Discontinuous Fibre) method. Composite Structures; 153, 271–277 (2016).
szerző
-
Csallány Enikő Krisztina
Gépészmérnöki mesterképzési szak
mesterképzés (MA/MSc)
konzulens
-
Dr. Czél Gergely
Egyetemi docens, Polimertechnika Tanszék
