حوزه های صنعتـــی
حوزه های صنعتـــی
مشاهده خبر

کامپوزیت‌های نسل بعدی ممکن است که سلامت ساختاری خود را کنترل کنند!

تاریخ خبر : ۱۳۹۷/۱۱/۱۸ تعداد بازدید : ۹۸
تعداد رای : ۳
کامپوزیت‌های خود حساس نسل جدیدی از کامپوزیت‌ها هستند که می‌توانند سلامت ساختاری خود را کنترل نمایند. در واقع کامپوزیت‌هایی با هر دو خاصیت استحکام بین لایه‌ای بیشتر و قابلیت ارزیابی سلامت ساختاری موادی هستند که از پوشش الیاف کربن با نانو ذرات کاربید سیلیکون طی فرایند رول به رول در زمینه اپوکسی حاصل می‌شوند و در آینده‌ای نزدیک کاربردهای بسیاری خواهند داشت.

کامپوزیت‌های با الیاف کربن - سبک و محکم - مواد ساختاری عالی برای خودروها، هواپیما و سایر وسایل نقلیه هستند. این کامپوزیت‌ها از یک زمینه پلیمری مانند اپوکسی تشکیل شده‌اند که درون آن الیاف کربن قرار داده شده است. به علت تفاوت در خواص مکانیکی این دو ماده، الیاف می‌توانند تحت تنش و خستگی بیش از حد از زمینه جدا شوند و این بدان معنی است که آسیب در سازه‌های کامپوزیتی الیاف کربن می‌تواند در زیر سطح پنهان باقی بماند، غیر قابل کشف توسط بازرسی بصری بوده و به طور بالقوه منجر به شکست فاجعه بار شود.

چریس بولند (Chris Bowland) یکی از همکاران Wigner در آزمایشگاه ملی Department of Energy's  Oak Ridge گفت: "کامپوزیت‌های الیاف کربن به طور فاجعه باری می‌شکنند؛ بنابراین تا زمانی که تمام ساختار شکسته نشود، آسیبی مشاهده نمی‌شود. با دانستن آنچه که در کامپوزیت اتفاق می‌افتد، می‌توانید قضاوت بهتری از سلامتی آن داشته باشید و آسیب‌هایی که نیاز به تعمیر دارد را شناسایی نمایید."

اخیرا بولند و ناسکار (Naskar)، پیشگامان گروه کربن و کامپوزیت Oak Ridge National Laboratory's (ORNL) ، یک فرایند رول به رول (Roll-to-Roll) را برای پوشش الیاف کربن رسانای الکتریکی با نانو ذرات نیمه رسانای کاربید سیلیکون اختراع کردند. کامپوزیت حاوی نانو مواد محکم‌تر از کامپوزیت‌های تقویت شده با الیاف بوده و دارای یک قابلیت جدید نیز هست که توانایی نظارت بر سلامت ساختاری خود می‌باشد.

هنگامی که الیاف پوشش داده شده به اندازه کافی در یک پلیمر جاسازی شود، الیاف یک شبکه الکتریکی ایجاد می‌کنند و کامپوزیت هادی الکتریسیته می‌شود. نانو ذرات نیمه رسانا می‌توانند این هدایت الکتریکی را در پاسخ به نیروهای اعمال شده، با اضافه کردن قابلیت الکترومکانیکی به کامپوزیت، مختل کنند.

اگر کامپوزیت کشیده شود، اتصال الیاف پوشش داده شده مختل می‌شود و مقاومت الکتریکی در مواد تغییر می‌کند. در این حالت یک سیگنال الکتریکی می‌تواند به رایانه هواپیما هشدار دهد که بال هواپیما دچار تنش بیش از حد شده و بایستی بازرسی صورت پذیرد.

در واقع این گروه اثبات کرده‌اند که روش رول به رول می‌تواند برای تولید حجم بالایی از الیاف پوشش داده شده در کامپوزیت‌های نسل بعدی به کار رود. کامپوزیت‌های خود حساس (Self-sensing composites)، ممکن است که با زمینه پلیمری تجدید پذیر و الیاف کربن ارزان قیمت بتوانند خود را در لیست محصولات فراگیر قرار دهند.

 

نظرات

پاسخ به نظــر بازگشت به حالت عادی ثبت نظر

نـــام
ایمیل
نظر شما
کارکترهایی که در تصویر می بینید را وارد نمایید. (حساس به حروف کوچک و بزرگ)