• Refine Query
  • Source
  • Publication year
  • to
  • Language
  • 1
  • Tagged with
  • 1
  • 1
  • 1
  • 1
  • 1
  • 1
  • 1
  • 1
  • 1
  • 1
  • 1
  • About
  • The Global ETD Search service is a free service for researchers to find electronic theses and dissertations. This service is provided by the Networked Digital Library of Theses and Dissertations.
    Our metadata is collected from universities around the world. If you manage a university/consortium/country archive and want to be added, details can be found on the NDLTD website.
1

Thermo-Oxidative Degradation of High Temperature Polyimide Composites : Characterization and Modeling of Composites Affected by an Extreme Environment

Persson, Magnus January 2016 (has links)
Carbon fiber (CF) 8-harness satin weave, T650/Neximid system of [(+45/-45)/(0/90)]2S and [(0/90)]4S layup was manufactured using resin transfer molding (RTM). The material was cut into 3-point bending specimens and treated for 24 hours in a burn oven at T=(320,350,375,400,450 & 500)°C. The material was tested according to ASTM E1640-13 using dynamic mechanical thermal analysis (DMTA). Un-treated material showed Tg levels of 384°C and 392°C for the respective layups. It was found that pre-Tg treatment between 320-375°C affected this material parameter up to similar levels as previous studies of post Tg exposure for 2h to ~420°C [4]. Subjecting the material for post-Tg exposure at 400°C showed a rapid change up to ~480°C for [(0/90)]4S laminate. Indications that this resin system could reach levels above 500°C was found for [(+45/-45)/(0/90)]2S layup. However, one of these specimens were unfit for testing. DMTA tested material for 400°C showed indications of degradation, found by a broadening of the tan delta peak. This can be put in relation to epoxy where a similar behavior appear after 24h exposure at 150°C. Furthermore, it was showed that poor quality laminate, elevated mass loss at this temperature. When the material was subjected to as high temperatures as 450°C only remaining fibers were found. At 500°C these were almost fully oxidized. 400°C data was predicted by the use of activation energy along with TG extrapolation. It was possible to show that ~1/8 out of this 8-layered structure, (½ of each surface layer), was degraded after 400°C exposure for 24h, resulting in diffusion limited oxidation (DLO). Last but not least, DLO assumptions was used to predict the storage modulus change for thermo-oxidative degradation of 400°C samples with Classic Laminate Theory (CLT). A ~4% stiffness decrease was predicted by this method. The drop is regarded as a loss in tensile stiffness of the outer damaged layer. This was compared by 3-point bending DMTA data showing a ~7% decrease. This model could thus be regarded as a contributing factor for the stiffness decrease of this complex degradation process. / Kolfiber, 8-harness satin väv, T650/NEXIMID system med [(+45/-45)/(0/90)]2S och [(0/90)]4S orientering, tillverkades via RTM. Från materialet tillverkades 3-punkts böjprover. Dessa behandlades i 24 timmar vid T=(320, 350, 375, 400, 450 & 500)°C, i en brännugn. Materialet testades i enighet med ASTM E1640-13 via DMTA. Obehandlat material visade Tg nivåer av 384°C och 392°C för de respektive uppläggningarna. Pre-Tg exponering, vid 320-375°C, påverkade Tg upp till liknande nivåer som tidigare studier, (post-Tg 2h), ~420°C [4]. När materialet utsätts för post Tg exponering under 24 timmar vid 400°C kunde man se en snabb förändring av Tg, upp till ~480°C för [(0/90)]4S laminatet. Från [(+45/-45)/(0/90)]2S laminatet kunde man dessutom se indikationer på att nivån kunde nå över 500°C. Däremot var en av dessa prov inte kvalificerad för test efter behandlingen. DMTA testat material för 400°C visade indikationer av nedbrytning, via en breddning av piken för tan-delta kurvan. Det var dessutom möjligt att se att laminat av sämre kvalitet påverkade viktminskningen signifikant högre vid denna exponering. När material utsattes för så höga temperaturer som 450°C var endas fiber kvar efter test, vilket vid 500°C nästan var fullt nedbrutna. 400°C data förutspåddes via extrapolering av TG och Arrhenius beräkning. Beräkningen ledde till en övre gräns för nedbrytningen. Vidare var det möjligt att visa att ~1/8 av dessa 8-lager bröts ner efter 24 timmars exponering vid 400°C. Nedbrytningen motsvarar ½ av vartdera ytlager via diffusions begränsad oxidation (DLO). Sist men inte minst, kunskapen om DLO användes för att förutspå styvhetsförändringen vid termo-oxiderande nedbrytning med hjälp av klassisk laminat teori (CLT). DLO antogs resultera i en volymfraktionsförändring i det yttersta lagret. Detta implementerades i CLT där man kunde beräkna en ~4% styvhetsminskning via denna modell där det yttre skadade lagret har en reducerad dragstyvhet. Från testade böjprover i DMTA kunde man se en verklig ~7% styvhetsminskning för samma exponeringsvillkor. Modellen kan därmed ses som en bidragande del av denna komplexa nedbrytningsprocess.

Page generated in 0.1698 seconds