Механик шинж чанараараа алдартай Арамидын даавуу нь бэхжүүлсэн нийлмэл материалын салбарт гол цэг болсон. Автомашины үйлдвэрүүдэд сансар огторгуйг хамарсан хэрэглээний хувьд тэдгээрийг нийлмэл материалд нэгтгэх нь эдгээр нийлмэл материалын гүйцэтгэл, бат бөх чанарыг сайжруулахад чухал үүрэг гүйцэтгэсэн. Энэхүү иж бүрэн шинжилгээнд бид механик бат бөх чанарыг судалсан арамидын даавуугаар бэхжүүлсэн нийлмэл материалууд нь тэдгээрийн суналт, гулзайлтын болон цохилтын эсэргүүцлийн шинж чанарыг судалж байна. Энэхүү нийтлэл нь өргөн хүрээний туршилтын өгөгдөл, дүн шинжилгээгээр дэмжигдсэн арамидын утас нь нийлмэл материалын механик бат бөх чанарыг хэрхэн нэмэгдүүлдэг талаар дэлгэрэнгүй ойлголт өгөх зорилготой юм.
Танилцуулга
Арамидын утаснууд, ялангуяа Кевлар ба Тварон нь өндөр бат бөх жингийн харьцаа, бага шатамхай, химийн өндөр эсэргүүцэлтэй гэдгээрээ алдартай синтетик утас юм. Эдгээр утаснууд нь механик шинж чанартай тул сансар, цэрэг, автомашины хэрэглээнд өргөн хэрэглэгддэг. Нийлмэл материалд нэгтгэх үед арамид утас нь нийлмэл материалын механик хүч чадал, хатуулаг, нөлөөллийн эсэргүүцлийг ихээхэн нэмэгдүүлдэг. Энэ нь тэднийг эрс тэс нөхцөлд тэсвэрлэх чадвартай, өндөр үзүүлэлттэй материал шаарддаг програмуудад тохиромжтой сонголт болгодог.
Туршилтын хэсэг
Энэ хэсэгт бид механик хүчийг шинжлэхэд ашигласан аргачлалын талаар дэлгэрэнгүй тайлбарласан болно арамидын даавуугаар бэхжүүлсэн нийлмэл материалууд . Үүнд материалыг сонгох, нийлмэл дээж бэлтгэх, суналтын бат бэх, гулзайлтын бат бэх, нөлөөллийн эсэргүүцлийг үнэлэхэд ашигладаг механик туршилтын журам орно. Туршилтын тохиргоо нь үнэн зөв, дахин давтагдах үр дүнг баталгаажуулах зорилготой бөгөөд арамидаар бэхжүүлсэн нийлмэл материалын механик гүйцэтгэлийн талаар тодорхой ойлголт өгдөг.
Материал ба арга
Судалгаанд өндөр суналтын бат бөх, бат бөх чанараараа алдартай Кевлар, Тварон зэрэг арамидын даавууг ашигласан. Эдгээр даавууг эпокси давирхайн матрицад нэгтгэж, нийлмэл материал үүсгэдэг. Нийлмэл материалыг бэлтгэх нь даацын хүчин чадлыг нэмэгдүүлэхийн тулд арамидын даавууг тодорхой чиглэлд тохируулах явдал юм. Дараа нь эпокси давирхайг хяналттай нөхцөлд хатааж, утас ба матрицын хоорондох оновчтой холболтыг хангана. Механик туршилтыг нийлмэл материалын суналт, гулзайлтын болон нөлөөллийн шинж чанарыг үнэлэх стандарт аргуудыг ашиглан хийдэг.
Механик туршилтын аргууд
Механик туршилт нь хэд хэдэн стандартчилсан процедурыг агуулдаг. Суналтын бат бэхийг бүх нийтийн туршилтын машин ашиглан хэмждэг бөгөөд нийлмэл дээж нь эвдрэл гарах хүртэл нэг тэнхлэгийн ачаалалд өртдөг. Гулзайлтын бат бөх чанарыг гурван цэгийн гулзайлтын туршилтаар үнэлдэг бөгөөд дээжийг хугарах хүртэл дунд цэг дээр нь ачаална. Цохилтын эсэргүүцлийг Izod цохилтын тест ашиглан үнэлдэг бөгөөд ан цавын үед шингэсэн энергийг хэмжихийн тулд ховилтой дээжийг дүүжинд цохиж авдаг. Эдгээр туршилтууд нь арамидын даавуугаар бэхжүүлсэн нийлмэл материалуудын механик бат бөх, бат бөх байдлын талаархи цогц ойлголтыг өгдөг.
Үр дүн
Механик бат бэхийн шинжилгээний үр дүн нь хүчитгээгүй эпокси давирхайтай харьцуулахад арамидын даавуугаар бэхжүүлсэн нийлмэл материалуудын суналтын, гулзайлтын болон нөлөөллийн шинж чанаруудын мэдэгдэхүйц сайжруулалтыг харуулж байна. Нийлмэл материалын суналтын бат бэх нь мэдэгдэхүйц өндөр байгаа нь даац илүү сайн байгааг харуулж байна. Материалын гулзайлтын хүчийг тэсвэрлэх чадварыг хэмждэг гулзайлтын бат бэх нь мөн мэдэгдэхүйц сайжирсан. Нэмж дурдахад, гэнэтийн хүч эсвэл цочролд өртсөн хэрэглээний чухал шинж чанар болох нөлөөллийн эсэргүүцэл нь гайхалтай өсөлтийг харуулж байна. Эдгээр үр дүн нь эпокси давирхайн нийлмэл материалын механик бат бөх, бат бөх чанарыг сайжруулахад арамидын утаснуудын үр нөлөөг харуулж байна.
Суналтын бат бэх
Арамидын даавуугаар бэхжүүлсэн нийлмэл материалын суналтын бат бэх нь хүчитгээгүй эпокси давирхайгаас хамаагүй өндөр байдаг. Арамидын утаснууд нь нийлмэл материалын даацыг нэмэгдүүлж, өндөр бат бэх, бат бөх чанар шаарддаг хэрэглээнд тохиромжтой болгодог. Суналтын бат бэхийг нийлмэл дээжийг эвдрэх хүртэл нэг тэнхлэгт ачаалал өгөх замаар хэмждэг. Үр дүн нь нийлмэл материалууд нь эвдрэлгүйгээр илүү их ачааллыг тэсвэрлэх чадвартай болохыг харуулж байгаа нь тэдний механик гүйцэтгэлийн өндөр үзүүлэлт юм.
Гулзайлтын хүч
Ачааллын дор хэв гажилтыг эсэргүүцэх чадварыг хэмждэг нийлмэл материалуудын гулзайлтын бат бөх чанар нь арамидын утаснуудыг оруулснаар мэдэгдэхүйц нэмэгддэг. Гурван цэгийн гулзайлтын туршилт нь нийлмэл материалууд нь хагарал, эвдрэлгүйгээр гулзайлтын өндөр хүчийг тэсвэрлэх чадвартай болохыг харуулж байна. Гулзайлтын бат бэхийн энэхүү сайжруулалт нь гулзайлтын болон гулзайлтын ачааллыг илүү сайн эсэргүүцдэг арамидын утаснуудын суналтын өндөр бат бэхтэй холбоотой юм.
Нөлөөллийн эсэргүүцэл
Арамидын даавуугаар бэхжүүлсэн нийлмэл материалуудын нөлөөллийн эсэргүүцэл нь хүчитгээгүй эпокси давирхайтай харьцуулахад мэдэгдэхүйц сайжирч байгааг харуулж байна. Izod цохилтын туршилт нь нийлмэл материалууд цохилтын үед илүү их энерги шингээх чадвартайг харуулж, гэнэтийн хүч эсвэл цочролыг хугарахгүйгээр тэсвэрлэх чадварыг харуулж байна. Энэхүү сайжруулсан нөлөөллийн эсэргүүцэл нь материал нь динамик ачаалал эсвэл хүрээлэн буй орчны хүнд нөхцөлд байдаг хэрэглээнд маш чухал юм.
Хэлэлцүүлэг
Арамидын даавуугаар бэхжүүлсэн нийлмэл материалын механик бат бөх байдлын шинжилгээ нь эдгээр материалын гүйцэтгэл, хэрэглээний боломжийн талаар үнэ цэнэтэй ойлголтыг өгдөг. Суналт, гулзайлтын болон цохилтын шинж чанаруудын мэдэгдэхүйц сайжруулалт нь нийлмэл материалын механик бат бөх, бат бөх чанарыг сайжруулахад арамидын утаснуудын үр нөлөөг онцолж байна. Эдгээр олдворууд нь арамидаар бэхжүүлсэн нийлмэл материалын дээд зэргийн механик шинж чанарыг илтгэсэн өмнөх судалгаатай нийцэж байна. Суналтын өндөр бат бэх, гулзайлтын бат бөх чанар, цохилтод тэсвэртэй байдал нь арамид даавуугаар бэхжүүлсэн нийлмэл материалыг сансар огторгуй, автомашин, хамгаалалтын хэрэгсэл зэрэг өргөн хүрээний хэрэглээнд тохиромжтой болгодог.
Арамидын даавуугаар бэхжүүлсэн нийлмэл материалын дээд зэргийн механик шинж чанарууд нь арамидын утаснуудын өвөрмөц бүтэц, шинж чанартай холбоотой байж болно. Арамидын утаснууд нь өндөр талстлаг чанар, молекулын чиг баримжаатай байдаг бөгөөд энэ нь өндөр суналтын бат бэх, хатуу байдлыг өгдөг. Арамидын утаснуудын полимер гинж хоорондын хүчтэй ковалент холбоо нь тэдний өндөр бат бэх, дулааны тогтвортой байдалд хувь нэмэр оруулдаг. Нэмж дурдахад, арамидын утаснуудын уян хатан чанар нь энергийг шингээж, тараах боломжийг олгодог бөгөөд нийлмэл материалын нөлөөллийн эсэргүүцлийг нэмэгдүүлдэг.
Арамидын утасыг эпокси давирхайн матрицад нэгтгэх нь арамидын утаснуудын өндөр бат бэх, уян хатан чанарыг эпокси давирхайн маш сайн наалдац, химийн эсэргүүцэлтэй хослуулсан синергетик нөлөөг бий болгодог. Энэхүү хослолын үр дүнд дээд зэргийн механик шинж чанартай нийлмэл материалууд бий болж, өндөр бат бэх, бат бөх, байгаль орчны хүнд нөхцөлд тэсвэртэй байх шаардлагатай хэрэглээнд тохиромжтой.
Дүгнэлт
Механик бат бэхийн шинжилгээ арамидын даавуугаар бэхжүүлсэн нийлмэл материалууд нь хүчитгээгүй эпокси давирхайтай харьцуулахад суналтын, гулзайлтын болон нөлөөллийн шинж чанараараа мэдэгдэхүйц сайжирсан болохыг харуулж байна. Эдгээр нийлмэл материалуудын суналтын өндөр бат бэх, гулзайлтын бат бөх чанар, цохилтод тэсвэртэй байдал нь тэдгээрийг сансар огторгуй, автомашин, хамгаалалтын хэрэгсэл зэрэг өргөн хүрээний хэрэглээнд тохиромжтой болгодог. Арамидын утаснуудын өвөрмөц бүтэц, шинж чанар нь эпокси давирхайн маш сайн наалдац, химийн эсэргүүцэлтэй хослуулан эдгээр нийлмэл материалуудын механик гүйцэтгэлийг сайжруулахад хувь нэмэр оруулдаг. Ирээдүйн судалгаанууд нь шилэн матрицын интерфейсийг оновчтой болгох, үйлдвэрлэлийн янз бүрийн хэрэглээнд арамидын даавуугаар бэхжүүлсэн нийлмэл материалуудын боломжийг судлахад чиглэгдэх ёстой.
