Вплив ультразвукової терапії для ванни на механічну та термічну деформацію
1 Школа інженерії матеріалів, Університет Малайзії Перліс, Комплекс Таман Мухібба, Джеджаві 2, 02600 Арау, Перліс, Малайзія
2 Інженерний факультет, Університет Малайзії Перліс, головний кампус, Пау Путра, 02600 Перліс, Малайзія
Анотація
У цьому дослідженні готували епоксидні композити з нанопластиками графену (GNP) в діапазоні від 0,2 до 5 об.%, Використовуючи просту ультразвукову обробку ультразвуком для ванни для кращого диспергування та відлущення ВНП. Досліджено ефекти завантаження наповнювача ВНП за допомогою ультразвукової обробки ультразвуком для ванни на механічні властивості та поведінку термічних деформацій. Було зафіксовано покращення міцності на вигин та в'язкості руйнування до 0,4 об.% Навантаження наповнювача. Подальше додавання наповнювача наповнювача ВНП показує погіршення поведінки механічних властивостей композитів. Основна електропровідність епоксидних композитів значно покращується за рахунок додавання наповнювача наповнювача ВНП до 1 об.%. Теплове розширення епоксидних композитів зменшується з додаванням ВНП; однак спостерігається погана термостійкість композитів.
1. Вступ
Графен, дивовижний матеріал за останнє десятиліття, привернув увагу інженерів-матеріалістів та науковців своїми чудовими властивостями. З структурної точки зору графен - це одношаровий атом вуглецю, розміщений у гексагональній решітці, при якому взаємодія між атомами вуглецю здійснюється через сильні сигма-зв’язки через перекриття орбіталей sp 2 в площині. Було продемонстровано, що двовимірна стільникова структура цього наноматеріалу має відмінні механічні властивості, хорошу електричну та плоску теплопровідність [1–3]. Графенові нанотромбоцити (ВНП) складалися з шару графенових листів, які широко використовуються як наповнювач при дослідженні полімерних композитів [4–8]. Структура геометрії ВНП, з розміром частинок товщиною наномасштабу та бічною площею поверхні в масштабі мікрона, що дозволяють забезпечити велику площу контакту поверхні, вбудована в полімерну матрицю при низькому навантаженні наповнювача, отже, покращуючи властивості полімерної матриці, не жертвуючи жодними внутрішніми властивостями властивості.
Епоксидну смолу, як важливий клас полімерних смол, який широко використовується в різних сферах застосування, чесно розглянути в рамках питання про включення ВНП. Епоксидна смола в основному використовується в конкретних областях застосування, таких як клеї, аерокосмічна промисловість для зовнішньої частини корпусу та ізоляційний матеріал для нанесення корозії [9]. Однак погана електро- і теплопровідність з високим коефіцієнтом теплового розширення (КТР) при підвищенні температури є основними слабкими сторонами епоксидної смоли. Ці слабкі місця є особливо важливими, коли епоксидна смола використовується як органічний субстрат в електронній упаковці. Велика різниця значень КТР між епоксидом та кремнієм при підвищенні температури може спричинити руйнування та деформацію там, де тепло є постійним фактором [10–12].
КТР епоксидної смоли може бути значно зменшений за рахунок включення високопровідних наповнювачів, таких як металевий порошок, сажа та інші наповнювачі, але, як правило, потрібне велике навантаження наповнювача, що призводить до іншої перешкоди - збільшення в'язкості на полімерній матриці, яка призвели до труднощів під час обробки. На підставі попередніх досліджень, завантаження наповнювача, необхідне для регулюючого впливу на електричну та теплопровідність епоксидної смоли, вимагатиме 10-20 об.% Завантаження наповнювача [13, 14], залежно від кількох факторів, включаючи методологію обробки, розмір частинок наповнювача [15–18], розподіл частинок [19] та пропорція частинок [20, 21]. Нанонаповнювачі, такі як нанотромбоцити графену, є одним із перспективних кроків для значного зменшення навантаження наповнювача до 0,01-1 об.%, Як повідомлялося раніше, завдяки його 2D-геометрії та розміру частинок, отже, значно зменшуючи поріг просочування [6, 22] та теплопровідність [23–25].