Σήμερα, τα σύνθετα υλικά χρησιμοποιούνται ευρέως στην καθημερινότητα μας. Με τον όρο σύνθετα εννοούμε τα υλικά τα οποία µακροσκοπικά αποτελούνται από δύο ή περισσότερα χημικά ευδιάκριτα συστατικά μέρη και εμφανίζουν µια συγκεκριμένη διαχωριστική επιφάνεια μεταξύ τους. Το ένα από τα συστατικά μέρη χαρακτηρίζεται ως συστατικό ενίσχυσης και προσδίδει στο σύνθετο βελτιωμένες μηχανικές ιδιότητες. Το δεύτερο συστατικό καλείται μήτρα, είναι συνήθως χαμηλής πυκνότητας και η συμμετοχή του στο σύνθετο εξασφαλίζει τη μέγιστη δυνατή εκμετάλλευση των ιδιοτήτων της ενίσχυσης. Για τις βέλτιστες ιδιότητες τους όμως πρέπει αρχικά να μελετηθούν οι μηχανικές ιδιότητες μήτρας και ενίσχυσης ξεχωριστά.
Στην παρούσα εργασία επικεντρωνόμαστε κυρίως στα πολυμερικά σύνθετα υλικά με ενίσχυση από ίνες άνθρακα. Οι εξαιρετικά καλές μηχανικές ιδιότητες που εμφανίζουν οι ίνες άνθρακα τις καθιστούν ιδανικό ενισχυτικό μέσο για πολυμερικές μήτρες με σκοπό την παραγωγή σύνθετων πολυμερικών υλικών υψηλών ειδικών ιδιοτήτων. Οι ίνες αυτές αποτελούνται από άτομα άνθρακα των οποίων οι δεσμοί είναι περίπου παράλληλοι με τον άξονα της ίνας, γεγονός που προσδίδει στο ανθρακόνημα υψηλή δυσκαμψία, αντοχή σε θραύση και χαμηλό συντελεστή θερμικής διαστολής. Λόγω αυτών των ιδιοτήτων, σε συνδυασμό με το χαμηλό βάρος και την αντοχή σε χημική προσβολή, τα ανθρακονήματα χρησιμοποιούνται όλο και περισσότερο στην αεροναυπηγική, τον κατασκευαστικό τομέα και την αυτοκινητοβιομηχανία.
Για την μελέτη των μηχανικών και φασματοσκοπικών ιδιοτήτων των ινών άνθρακα χρησιμοποιήθηκαν η συσκευή μηχανικών δοκιμών MTS, η ηλεκτρονική μικροσκοπία σάρωσης (Scanning Electron Microscope, SEM), o Μηχανικός Δυναμικός Αναλυτής (Dynamic Mechanical Analysis, DMA) και η φασματοσκοπία Raman.
Η διπλωματική εργασία αποτελείται από δύο μέρη: Στο θεωρητικό μέρος, γίνεται μια βιβλιογραφική εισαγωγή στις ίνες άνθρακα, την παραγωγή και τις ιδιότητες τους. Επιπλέον, αναλύονται οι πειραματικές τεχνικές που προαναφέρθηκαν. Ως αναφορά το πειραματικό κομμάτι, παρουσιάζονται και συγκρίνονται τα αποτελέσματα των ανωτέρω τεχνικών χαρακτηρισμού. / In our days, composite materials are widely used in our life. Composites is meant materials witch macroscopically consist of two or more chemically distinct components have a specific interface between them. One of the components, characterized as enhancing component in the composite and imparts improved mechanical properties. The second component is called matrix, is usually low density and involvement in complex ensures maximum exploitation of the properties of the aid. So, composites optimal properties should initially be studied the mechanical properties of fiber and matrix separately.
In this paper we focus mainly on polymeric composites reinforced by carbon fibers. Carbon fibers exhibit extremely good mechanical properties, which make it an ideal tool for reinforcing polymeric matrices to produce composite polymeric materials of high specific properties.
These fibers are composed of carbon atoms that their bonds are approximately parallel to the axis of the fiber, which gives high strength, fracture toughness and low thermal expansion coefficient to carbon fibers. Due to these properties, combined with the low weight and resistance to chemical attack, carbon fibers are increasingly used in aeronautical, construction sector and automotive.
To study the mechanical and spectroscopy properties of carbon fiber we used device mechanical testing MTS, Scanning Electron Microscopy (SEM), Dynamic Mechanical Analyzer (DMA) and Raman spectroscopy.
The thesis consists of two parts: Theory part, which is a bibliographical introduction to carbon fiber production and properties. Furthermore, analyzing the experimental techniques mentioned above. Experimental part, where presented and compared the results of above characterization techniques.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:upatras.gr/oai:nemertes:10889/8286 |
| Date | 05 February 2015 |
| Creators | Κουτρουμάνης, Νικόλαος |
| Contributors | Γαλιώτης, Κωνσταντίνος, Koutroumanis, Nikolaos, Πουλόπουλος, Παναγιώτης, Αυγουρόπουλος, Γεώργιος |
| Source Sets | University of Patras |
| Language | gr |
| Detected Language | Greek |
| Type | Thesis |
| Rights | 0 |
Page generated in 0.2962 seconds