Epoxy resin is an important engineering material in many industries such as electronics, automotive, aerospace, etc not only because it is an excellent adhesive but also because the materials based on it provide outstanding mechanical, thermal, and electrical properties. Epoxy resin has been proved to be an excellent matrix material for the nanocomposites when including another phase such as inorganic nanofillers. The properties of a nanocomposite material, in general, are a hybrid between the properties of matrix material and the nanofillers. In this sense, the thermal, mechanical, and electrical properties of a nanocomposite may be affected by the corresponding properties of matrix material. When the sonication is used to disperse the nanofillers in the polymer matrix, with the dispersal of the nanofillers, there comes some modification in the matrix as well and it finally affects the properties of nanocomposites. In this regard, we attempted to study the thermal, mechanical, and dynamic properties of EPON 862 epoxy resin where ultrasonic processing was taken as the effect causing variable. Uncured epoxy was subjected to thermal behavior studies before and after ultrasonic treatment and the cured epoxies with amine hardener EPICURE 3223 (diethylenetriamine) after sonications were tested for mechanical and dynamic properties. We monitored the ultrasonic processing effect in fictive temperature, enthalpy, and specific heat capacity using differential scanning calorimetry. Fictive temperature decreased whereas enthalpy and specific heat capacity were found to increase with the increased ultrasonic processing time. Cured epoxy rectangular solid strips were used to study the mechanical and dynamic properties. Flexural strength at 3% strain value measured with Dillon universal testing machine under 3-point bending method was found to degrade with the ultrasonic processing. The storage modulus and damping properties were studied for the two samples sonicated for 60 minutes and 120 minutes. Our study showed that the 60 minutes sonicated sample has higher damping or loss modulus than 120 minutes sonicated sample.

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In dieser Dissertation wird das viskoplastische Schubverhalten eines magnetorheologischen Fluids (MRF) modelliert. Mithilfe eines phänomenologischen Modellierungsansatzes auf Basis nichtlinearer rheologischer Elemente können die gemessenen Fließkurven sowie Speicher- und Verlustmoduli abgebildet werden. Ein MRF ist ein Material mit fest-flüssig Übergang. Es besitzt von einem Magnetfeld abhängige Materialeigenschaften. Um diese beschreiben zu können, wird zunächst eine phänomenologische Stoffklassifizierung eingeführt. Auf deren Grundlage teilen sich Stoffe allgemein in Flüssigkeiten, Festkörper und Materialien mit fest-flüssig Übergang auf. Zur Beschreibung des Materialverhaltens von MRF werden drei viskoplastische Modelle formuliert und gegenübergestellt. Zur Identifikation der Materialparameter wird eine Identifikationsstrategie auf der Grundlage charakteristischer Punkte entwickelt. Charakteristische Punkte sind exklusive Punkte von Materialfunktionen, die analytisch beschrieben und ohne Weiteres experimentell ermittelt werden können. Analytische Ausdrücke für charakteristische Punkte der Speicher- und Verlustmoduli werden über das Analogieprinzip unter Verwendung von Lissajous Diagrammen abgeleitet. Infolgedessen können die Materialparameter durch das Auswerten algebraischer Zusammenhänge identifiziert werden, ohne nichtlineare Optimierungsverfahren anwenden zu müssen. Hierbei stellt die Fließspannung einen signifikanten Materialparameter dar. Deswegen werden die Standardverfahren zur Bestimmung der Fließspannung auf rheologische Modelle angewendet und bewertet.