雷竞技网页版研究和评论——国际期刊雷竞技苹果下载

国际创新研究期刊》的研究在科学、工程和技术

菜单

ISSN在线(2319 - 8753)打印(2347 - 6710)

所有提交的电磁系统将被重定向到在线手稿提交系统。作者请直接提交文章在线手稿提交系统各自的杂志。

不同的纳米材料对环氧树脂基复合材料的力学性能进行比较研究

Mahesh.V.M1,B.K.Muralidhara2Raji乔治3
  1. 机械Engg Asst.教授,部门。,硕士Ramaiah理工学院,班加罗尔,印度卡纳塔克邦
  2. 教授,机械Engg部门。,University Visvesvaraya College of Engineering, Bangalore, Karnataka, India
  3. 教授,机械Engg部门。,硕士Ramaiah理工学院,班加罗尔,印度卡纳塔克邦
相关文章Pubmed,谷歌学者

访问更多的相关文章国际创新研究期刊》的研究在科学、工程和技术

国际创新研究期刊》的研究在科学、工程和技术

文摘

在目前的工作,Graphene-Multiwalled等混合纳米材料碳纳米管增强环氧复合材料用不同重量分数的钢筋制作并进行硬度试验以及拉伸试验。这些复合材料的力学性能研究,发现拥有增加硬度和杨氏模量与体重增加的钢筋相比,基于矩阵的使用相同的过程。

关键字
环氧树脂、石墨烯、硬化剂、微碳纳米管,纳米复合材料。

介绍
石墨烯和碳纳米管是碳,石墨烯薄,透明和一个原子厚,微碳纳米管(MWCNT)滚与多层管状形状。MWCNT的改革机电工程中几个字段。这些都是纳米技术的重要组成部分。石墨烯和MWCNT有广泛的未知的潜在的应用在各种技术领域,机械的优点如静电画、粘合剂、飞机零部件,体育用品,涂料等,电子元件,等等,
Epoxy-based复合材料作为结构组件不仅在重量敏感的航空航天工业,而且在海洋,盔甲,汽车、铁路、结构工程以其优良的附着力强,lowweight和良好的化学/耐腐蚀。
多年来,已经进行了很多尝试修改通过添加纳米材料改善matrix-dominated环氧复合属性。添加纳米材料的杨氏模量和强度提高环氧树脂。[1]
这些属性将使我们的特定应用程序的标本可以定制。应用的导电聚合物复合材料在电子,汽车产品,作为传感器,仪器在显微镜探针等应用技巧,燃气泄漏探测器、电磁屏蔽体育用品(网球拍),作为印刷电路板的导电涂料,作为催化剂在石油化工应用程序中,纺织纤维,在锂离子电池,灯、半导体材料、先进陶瓷、微波天线、医学植入物、药物输送、航天等。
graphene-carbon纳米管生产最早的方法是电弧放电[2][3]。这种技术已经被使用在六十年代初r .培根graphene-carbon合成的纳米管。同样的技术在1990年改编Kratschmer和霍夫曼富勒烯在好的收益率,后来这个方法提高,申请的合成石墨烯,碳纳米管微(MWCNT)和单壁碳纳米管(SWCNT)。其他方法如激光蒸发/烧蚀和化学汽相淀积(CVD)也成功地研究碳纳米管的生产。激光蒸发过程在技术上是类似于电弧放电的方法。这两种方法的区别是获得的质量和纯度的产品。然而,电弧放电和不同类型的心血管疾病是最有前途的和利用技术的大规模生产碳纳米管及相关材料。在这里,在这个调查我们使用电弧放电方法。
炭黑纳米管1991年观察到的石墨电极在电弧放电过程中,通过使用100安培的电流产生的富勒烯。然而第一宏观生产碳纳米管是在1992年由两位研究者在NEC的基础研究实验室。在1991年使用的方法是一样的。过程期间,中碳负极升华物,因为放电温度和碳纳米管最初发现使用这种技术,它已经被使用最广泛的纳米管的合成方法。这种方法的收益率是30%按重量和它产生单壁和多壁碳纳米管长度50微米的一些结构性缺陷[4][5]。
电弧放电技术通常涉及两个高纯石墨电极的使用。阳极是纯石墨或包含金属。在后一种情况下,金属和石墨粉和阳极制造中心介绍了一个洞。电极是瞬间带入接触和电弧。雷竞技网页版合成是在低压(30 - 130 torr或500 torr)控制大气中由惰性和/或反应物气体。电极之间的距离减少,直到当前的流动(50 - 150)。
电极区域的温度如此之高,以至于二氧化碳升华时的正极(阳极)消耗。一个恒定的阳极和阴极之间的差距是由阳极的位置调整。等离子体电极之间形成。等离子体可以稳定长反应时间通过控制电极之间的距离通过电压(批准V)控制。30 - 60秒到2 - 10分钟的反应时间变化[6][7]. c

实验部分

材料
聚合物矩阵由bisphenol-A-based环氧树脂(环氧树脂GY LY556)与一个amine-based硬化剂(Aradur HY 917),从亨斯迈先进材料和乙醇是选择溶剂。Graphene-Multiwalled电弧放电产生的碳纳米管由NANOSHELL威尔明顿德美国及其纯度高于98%(信息来自供应商数据表)。

制备Graphene-MWCNT /环氧复合材料
Graphene-MWCNT混合乙醇和烧杯用15分钟。声波降解法有助于分散纳米颗粒均匀,减少肿块,因此对抗范德墙的部队。这个过程帮助我们得到细粒graphene-MWCNT。上述混合物(graphene-MWCNT &乙醇)在一个电加热器加热蒸发乙醇在相同的烧杯。必须注意不要加热graphene-MWCNT 75 'c以上。MWCNT的数量的0.25%,0.5%,0.75%,1%,1.25%,1.5%,1.75%和2%的重量分数,环氧树脂和固化剂在适当的体重标准(组成),对所使用的模具。Graphene-MWCNT彻底和环氧树脂混合使用超声发生器30分钟。声波降解法是进行水浴从而降低聚合环氧树脂流体的不受欢迎的热量。声波降解法有助于均匀分散的纳米粒子在环氧聚合物矩阵。固化剂添加上述混合物(石墨烯- MWCNT &环氧树脂)100:1和用搅拌器搅拌5分钟。 The mixture is pre-heated in an electric oven up to 45’C after adding the hardener 10:1. The mixture is heated in a controlled environment in an electric oven, then poured into the die and placed in a Petri dish. It is kept in an atmospheric condition for 12 hrs to cure.

程序描述的环氧聚合物粉和Graphene-MWCNT通过扫描电子显微镜(SEM)
黄铜存根,(9毫米的圆柱¯†有长度6±0.5毫米)双胶碳导电胶带(2 mm X5mm)已经仔细卡住了。几毫克的纳米粉(Graphene-MWCNT)或环氧聚合物粉均匀分散在这个存根。使Graphene-MWCNT /环氧聚合物粉末导电,这个存根被涂上薄薄的一层2 - 3微米厚的黄金或白金的物理气相沉积(PVD)技术。
后涂层纳米材料粉末与黄金或白金,存根被放置在扫描电镜的样品夹。需要放大已经选择和样品表旋转专注纳米材料粉末样品的面积。放大成像的纳米粉已被抓获后选择的特定区域和软拷贝图片已经存储在电脑界面的SEM, EDAX模式的选择区域的纳米材料粉末已经收购了。
图像
图3.1环氧粉末的扫描电子显微镜放大(a)低5000 x和(b)更高的放大倍数为1,00000 x
环氧粉末的扫描电子显微镜的放大(a)低5000 x和(b)更高的放大倍数为1,00000 x使用的调查已经在图3.1分别为(a)和(b)。从图3.1 (a)可能观察到的环氧粉末颗粒不规则形状。粒子有不同的大小。进一步可以观察到环氧粉末包含形状不规则的小颗粒在25000 x放大
从图3.1 (b)它可能观察到的环氧粉末颗粒不规则形状。粒子有不同的大小。进一步可以观察到环氧粉末包含形状不规则的小颗粒在1,00000 x放大。
图像
图3.2 1.0%的扫描电子显微镜(石墨烯+ MWCNT)在(a)低25000 x和(b)更高的放大50000倍的放大。
1.0%的扫描电子显微镜(石墨烯+ MWCNT)在(a)低放大25000 x和(b)的高放大倍数50000 x使用的调查已经在图3.2 (a)和(b)分别从图3.2 (a)可能会观察到颗粒的石墨烯+ MWCNT粉有不规则的形状。粒子有不同的大小。进一步可以观察到石墨烯+ MWCNT粉含有小形状不规则的颗粒在25000 x放大。典型的大型形状不规则的粒子的大小在200 - 200纳米的范围。典型的小形状不规则的颗粒的大小是在20 - 200 nm和观察到分散在环氧粉末。
从图3.2 (b)它可能观察到的1.0%(石墨烯+ MWCNT)粉末颗粒不规则形状。粒子有不同的大小。进一步可以观察到1.0%(石墨烯+ MWCNT)粉含有小形状不规则的颗粒在50000 x放大。典型的小形状不规则的颗粒的大小是2 - 200 nm的范围,观察到分散在环氧粉末。

结果与讨论

洛氏硬度试验
罗克韦尔测试包括的额外的深度测量硬质合金球或钻石渗透者迫于巨大的(主要)负载超出之前的深度应用光(小)负载(设定值)。
洛氏硬度值都按一个硬度值的组合,一个符号代表硬度计压头,规模小和主要负载。硬度值是符号所表达的人力资源和规模的名称。
1。硬度计压头移动到位置的表面。
2。一个小负载应用,建立了零参考位置
3所示。主要负载应用为一个特定的时间(停留时间)超过0。
4所示。主要负载释放离开小负载应用
结果罗克韦尔数字代表深度的差异从零参考位置的应用程序的主要负载。
图像
上面的图4.1代表了洛氏硬度试样尺寸以及标本制备ASTM785根据ASTM标准
图像

4.2拉伸试验
张力计是一种设备用于评价材料的杨氏模量和其他材料的拉伸性能,如抗拉强度。通常含有两个控制之间的样本,调整手动应用武力标本。机器工作通过驱动螺杆或液压油缸。测试材料必须被削减到一个特定的形状,以适应控制,通常的形式骨头形状。测量了载荷和位移和张力计直接给负载-位移曲线。标本是适合下巴之间的张力计的设置,应用负载1毫米/分钟的速度一旦测试完成即样品坏了,N /平方毫米的极限抗拉强度,延伸率(%)以及试验应力在N /平方毫米是记了下来。至少两个样品从每个测试成分和最近的阅读被认为是最好的。完全的标本准备每个组成和测试。总共16个标本进行了测试试验。
图像
图像

结论
Graphene-MWCNT /环氧树脂纳米复合材料制造和Graphene-MWCNT被追究的强化效果增强环氧树脂的力学性能。结果表明,石墨烯的混合——MWCNT的适当内容0.25 wt. %到环氧矩阵可以同时提高抗拉强度,杨氏模量和硬度的力量。复合材料拉伸试验和硬度试验达到最大提高0.5%,0.75%,1.25%,1.50%,1.75%和2.0%分别为抗拉强度和硬度强度。这些是主要的解释graphene-MWCNT /环氧树脂界面结合在室温和色散的graphene-MWCNT环氧矩阵。因此,graphene-MWCNT是一种很有前途的nano-modifier增强环氧树脂的力学性能。

引用
  1. 默罕默德·阿布达拉,吊杆院长,帕梅拉·罗宾逊,以利亚Nyairo。治疗行为MWCNT /环氧树脂纳米复合材料:纳米管表面改性的效果。聚合物49 (2008)3310 - 3317。
  2. 默罕默德·阿布达拉,吊杆院长,*,大卫Adibempe b,以利亚Nyairo c,帕梅拉·罗宾逊d。界面化学分子流动性的影响以及微碳纳米管环氧树脂纳米复合材料的形态。聚合物48 (2007)5662 - 5670。
  3. 于宣廖,奥利弗Tondin,查克张调查MWNTs / SC-15环氧树脂复合材料的分散过程。材料科学与工程。385 (2004)175 - 181。
  4. F H Gojny MHW WIchmann K Schtule。碳纳米tube-reinforced环氧复合材料:增强硬度和断裂韧性较低的纳米管的内容。复合材料科学与技术64 (2004)2363 - 2371。
  5. 大卫•H王Sangwooki Sihn和罗伊特K。基于vapor-grown碳纳米纤维和纳米复合材料环氧功能化,制备和表征。欧洲聚合物杂志46 (2010)1404 - 1416。
  6. 即时消息低,C.Shi。维氏压痕反应的环氧树脂聚合物。材料科学杂志》上的字母17 (1998)1181 - 1183。
  7. Farhana Pervin Yuanxin周,兰斯刘易斯Shaik Jeelani。碳/环氧复合材料的制备和表征与多壁碳纳米管混合。材料科学与工程A475 (2008) 157 - 165。
  8. Kin-Tak刘、施San-Qiang李敏周和Hui-Mint程。随机碳纳米管复合材料的硬度和弯曲性能。复合材料学报vol37 no4/2003。
  9. 卡罗尔·a·库珀,戴安娜",大卫的嘴唇,Joerg Mayer, H。丹尼尔·瓦格纳。分布和排列的碳纳米管和聚合物基质的纺锤。复合材料科学与技术62 (2002)1105 - 1112。
  10. 总裁中西宏明Miyagawa,劳伦斯Drzal。环氧树脂纳米复合材料热物理和影响性能的碳纳米管强化了着单壁球长大。聚合物45 (2004)5163 - 5170。
  11. 中频Uddin,比较温度太阳,改进的分散和混合纳米复合材料的力学性能综合科技70 (2010)223 - 230。
  12. 丹尼尔·c·戴维斯,贾斯汀·w·威尔克森,江朱b,丹尼尔。o Ayewaha改善力学性能的碳纤维环氧复合使用纳米科学和技术。92(2010)2653 - 2662复合结构。
  13. 安东尼Dichiara Weikang Li,金波白碳nanotube-graphene纳米血小板混合动力车环氧复合材料的高性能多功能增援。复合材料科学与技术74 (2013)221 - 227
  14. 卡罗莱纳费尔南德斯,卡洛斯·梅迪纳b,冈萨洛Pincheirab,基督教-卡纳莱斯,保罗弗洛雷斯。多层碳纳米管的影响环氧玻璃纤维增强复合材料的平面剪切行为。复合材料B部分55 (2013)421 - 425