Grafen Nanoplatelets ile Ölçekli Kompozit Malzemeler Güçlendirilmiş dayanarak suşu Algılama

Bu prosedürün genel amacı, yapısal sağlığın izlenmesi için kompozit malzemelerde kendi kendini algılama özellikleri elde etmektir. Bu yöntem, açık deniz rüzgar çiftlikleri yerine bir suş ve hasarın ölçülmesi ve sunucu ömürlerinin tahmini gibi deniz otomatik algılama başarısızlığındaki temel soruların yanıtlanmasına yardımcı olabilir. Bu tekniğin temel avantajı, hasarın yapısal bileşenin kendisi tarafından tespit edilebilmesidir.

Bu yöntem, kompozit malzemelerin yapısal hasarı hakkında bilgi sağlayabilse de, yaralanma iyileşmesi sırasında biyomekanik analiz gibi diğer sistemlere de uygulanabilir. Hazırlığa başlamak için, kanalsız bir çeker ocakta, 24 gram işlevselleştirilmiş grafen nanoplateletleri DGEBA monomeri ile elle karıştırın. F-GNP'leri monomere dağıtmak için, önce karışımı 45 dakika boyunca bir Prob Sonikatörü ile sonikleştirin.

Ardından, karışımı üç kez kalperin yapın ve her seferinde silindir hızını artırın. Dağıldıktan sonra karışımı tartın. Karışımı karıştırırken 80 santigrat dereceye ısıtın ve ardından karışımı vakum altına koyun.

15 dakika karıştırarak karışımın gazını alın. Sertleştiriciyi 100 ila 23 ağırlık DGEBA monomer-sertleştirici oranında tartın. Karışımı vakumdan çıkarın ve manyetik karıştırmayı durdurun.

Sertleştiriciyi ekleyin ve homojen olana kadar elinizle karıştırın. Gazdan arındırma ve elle karıştırma işleminden sonra, f-GNP epoksi malzemeyi manyetik karıştırma altında 80 santigrat derecede tutun. Ardından, çelik bir plakayı asetonla temizleyin.

Kumaş makası kullanarak 14 kat cam elyaf kumaşı istenilen ölçülerde kesin. Cam kumaşı bir fırında 80 santigrat dereceye ısıtın. Kumaşla aynı boyutlarda iki kare yapışmaz polimer film kesin.

Filmi temiz çelik plakanın üzerine yerleştirin. Bir fırça kullanarak, polimer filmin bir karesine f-GNP dolgulu bir epoksi tabakası uygulayın. Epoksi kaplı filmin üzerine bir kare ısıtılmış cam elyaf plastiği dikkatlice yerleştirin, böylece epoksi ve film tamamen kaplanır.

Malzemeleri sıkıştırmak için bir hava alma silindiri kullanın. Kalan tüm kumaş kullanılana kadar her seferinde sıkıştırarak epoksi ve kumaş katmanlarını uygulamaya devam edin. Son bir epoksi tabakası uygulayın ve kalan yapışma önleyici polimer film karesini laminatın üzerine yerleştirin.

Laminatı sıcak bir plaka içinde artan basınçla presleyin. Kanalsız bir davlumbazda, damıtılmış suya bire bir boyutlandırma maddesi karışımı hazırlayın. Buna 7.5 gram f-GNP ekleyin.

Karışımı davlumbazdan çıkarın ve nanoplateletleri prob sonikasyonu ile dağıtın. 14 kare cam elyaf kumaştan kesin. Cam kumaşı f-GNP dolgulu boyutlandırma ile kaplamak için bir Daldırma Kaplayıcı kullanın.

Ardından, kaplanmış kumaşı vakumlu bir fırında kurutun. Çelik bir plakayı asetonla temizleyin. Çelik plaka üzerine cam elyaf kumaş karelerle aynı boyutlarda bir kare yapışmaz polimer film yerleştirin.

14 kare kaplamalı cam elyaf kumaşı, kenarların hizalandığından emin olarak polimer filmin üzerine yerleştirin. Ardından plakayı ve kumaşı bir vakumlu torbaya koyun. Sızdırmazlık bandı kullanarak vakum torbasını kapatın.

Torbayı 80 santigrat derecelik bir fırında önceden ısıtın. Karıştırırken DGEBA monomerinin gazını vakum altında alın. Sertleştiriciyi 100 ila 23 monomer / sertleştirici ağırlık oranında ekleyin ve homojen olana kadar karıştırın.

Vakum torbasına bir vakum pompası bağlayın ve sızıntı kontrolleri yapın. Torbaya uzun bir polimer boru bağlayın ve açık ucu epoksi reçineye batırın. Reçineyi torbaya çekmek için vakum pompasını açın.

Cam kumaş yığını epoksi reçine ile tamamen ıslatıldığında, pompayı kapatın ve torbayı kapatın. Torbadaki laminatı 8 saat boyunca 140 santigrat derecede bir fırında kürleyin. Ardından, kürlenmiş laminatı vakum torbasından çıkarın.

Gerinim testine hazırlanmaya başlamak için laminat numunelerini işleyin. Daha sonra numune yüzeylerini aseton ile temizleyin. Gümüş akrilik iletken boya kullanarak, her numuneye 20 milimetre aralıklarla iki dar çizgi çizin.

Elektrot görevi görmesi için ince bakır telleri ıslak gümüş boya boyunca düz bir şekilde döşeyin. Boya kuruduktan sonra, telleri sıcakta eriyen yapıştırıcı ile yerine sabitleyin. Eğilme testi için mekanik bir test cihazı yapılandırın.

Her numune için, numuneyi makineye yerleştirmeden önce kaliperlerle genişlik ve kalınlığı ölçün. Test hızını ve başlangıç konumunu numunenin boyutuna ve konumuna uygun şekilde ayarlayın. Elektrik kontaklarını bir multimetreye bağlayın ve kontaklar arasındaki ilk elektrik direncini ölçün.

Direnci baştan sona izleyerek eğilme testini çalıştırın. Gerinim testine hazırlanmak için f-GNP cam elyaf kumaşı 10 milimetre genişliğinde şeritler halinde kesin. Ve bakır telleri gümüş iletken boya ve sıcakta eriyen yapıştırıcı ile kumaşa sabitlemek için.

Ardından, f-GNP cam elyaf kumaş bantları sıcakta eriyen yapıştırıcı kullanarak nitril eldivenin başparmağına ve ilk üç parmağına takın. Her parmağınızdaki kumaş boyunca ilk elektrik direncini ölçün. Elektrik direncini kaydederken bir dizi parmak bükme işlemi gerçekleştirin.

Başparmağınızı bükerek başlayın, sonra indeksi, sonra ortayı, sonra yüzük parmaklarını bükün. Tüm parmakları aynı anda bükün. Ardından, artan hızla, diziyi başparmaktan yüzük parmağına ve geriye doğru tekrarlayın.

F-GNP'lerin cam elyafına dahil edilmesi, indüklenen gerilmeden etkilenen malzemenin elektriksel iletkenliğini arttırır. Normalleştirilmiş elektrik direnci, artan eğilme gerilimi ile artar. Arıza noktasında cam elyafların kırılması, normalleştirilmiş dirençte bir sıçrama olarak görülen elektrik şebekesini bozar.

f-GNP cam elyaf kumaş bir nitril eldivenin parmaklarına uygulandığında, her parmağın bükülmesi ve hareketin süresi dirençteki değişikliklerle takip edilebilir. f-GNP epoksi ve f-GNP cam elyaf kompozit malzemelerin basınç ve çekme gerilimine tabi tutulması, elektrik direncinde biraz farklı değişiklik modellerine neden oldu. Belirli bir basınç gerinim seviyesinin altında, normalleştirilmiş elektrik direnci, artan gerinim ile kademeli olarak azalır.

Bunun ötesinde direnç artar. Bununla birlikte, normalleştirilmiş elektrik direnci, çekme gerilimi boyunca artar. Geliştirilmesinden sonra, bu teknik, yapısal bileşenlerdeki hasarı araştırmak için malzemeyi algılama, izleme alanındaki araştırmacıların yolunu açtı.

Bu videoyu izledikten sonra, nasıl olduğunu iyi anlamalısınız kendinden algılamalı kompozit malzeme hazırlamak, ve gerçek zamanlı olarak nasıl izlemek.