복합재의 기계적 특성 및 접착 마모 성능에 대한 그래 핀 나노 혈소판의 영향

 

에폭시 수지는 고성능 합성물에 가장 널리 사용되는 열 경계 중합체입니다. 경량 용도에 사용할 수 있는 재료입니다. 그러나 에폭시는 높은 마찰 계수가 있어 에폭시를 제한하며 조 물학적인 응용입니다. 본 연구에서는 고체의 다양한 중량 분율에 대한 영향을 조사하였습니다. 윤활제 그래핀 나노, 0~4.5wt%의 기계적 및 접착제 마모에 사용됩니다. 에폭시의 성능입니다. 접착식 마모 테스트는 경미하고 심각한 마모 과정을 다룹니다. 조류의 특성과 기계적 특성도 연구되었습니다. 스캔 전자 현미경(SEM)은 다음과 같습니다. 각 테스트 후 삼각 및 기계적 샘플에 대한 고장 메커니즘을 관찰하는 데 사용됩니다. 그 결과에 따르면 GNP를 에폭시에 추가하면 강성과 경도는 개선되지만 감소합니다. 골절 강도와 강인함을 느낄 수 있습니다. GNP에서 접착제 마모 성능이 높은 것으로 나타났습니다. 특정 마모율, 마찰계수 및 유도된 마모율의 감소를 추가 및 보여주었습니다. 인터페이스 온도는 각각 76%, 37%, 22%입니다. 마모 메커니즘이 지배적이었습니다. 가해지는 부하가 늘어납니다. 가장 중요한 것은 인터페이스를 사용할 때 심각한 마모 징후가 발생했다는 것입니다. 온도가 에폭시의 열 왜곡 온도에 도달했습니다. 지류적이고 기계적입니다. 속성은 서로 약한 상관관계만 보여줍니다. 에폭시에 GNP를 추가하는 것은 보다 적습니다. 4.5wt%는 파괴 강도를 유지하면서 마모 성능을 향상하는 데 매우 효율적이었습니다. 강인함도요 푸리에 변환 적외선 분광학(FTIR) 분석 결과 화학적 상호작용이 없는 것으로 나타났습니다. 에폭시 행렬과 GNP 간의 물리적 상호작용을 의미합니다. 중합체 복합체는 계속해서 더 광범위하게 유입됩니다. 산업들은 높은 강도 대 중량 때문에 그렇습니다. 분포학적 응용 분야에는 베어링, 기어 교체에 대한 추세가 증가하고 있습니다. 부싱은 다음과 같은 금속을 기반으로 합니다. 구리와 청동은 중합체 화합물로 만듭니다. 경량 애플리케이션의 경우 다음과 같습니다. 로봇, 전자, 그리고 전기 시스템으로서 베어링과 같은 조류 학적 구성요소입니다. 부싱은 전적으로 중합체로부터 만들어집니다. 높은 강도/중량 비율입니다. 부족 학적으로 응용 프로그램, 몇 개의 중합체가 이것을 위해 사용됩니다. 에폭시, 폴리테트라 플루오로 에틸렌과 같은 용도입니다.(PTFE), 초고분자 중량 폴리에틸렌입니다.(UHMWPE) 및 폴리에테르 에테르 케톤(PEK)입니다. 에폭시는 일반적인 열 가 소 중합체입니다. 다음과 같은 수많은 이점을 제공합니다. 그것의 낮은 비용, 그것의 무게의 높은 가치입니다. 강도 비율, 낮은 내구성 및 높은 내구성입니다. 온도, 오염 방지 성질, 그리고 그것입니다. 열 안정성이 우수하고 수축력이 낮습니다. 에폭시입니다. 레진과 합성물은 많은 부분에서 사용됩니다. 접착제, 브레이크 재료와 같은 용도를 제공합니다. 자동차, 생체 적합성 임플란트 및 항공기를 사용할 수 있습니다. 보온병 중합체 중에서 깔끔합니다. 에폭시 수지는 열전도율이 낮고 A입니다. 높은 마찰계수[6]가 제한적입니다. 그 조공 학적 응용입니다. 그러나, 추가합니다. 일부 적합한 충전재는 이러한 특성을 개선할 수 있습니다. 그것은 그 사용을 물류적으로 촉진할 것입니다. 적용들 이전에 광범위하게 조사된 용도는 다음과 같습니다. 나노 필러가 잠재적인 개선을 보여주었습니다 중 합체의 다양한 특징들이 포함합니다. 기계적, 열적, 그리고 조류 학적 특성 마모와 같은 복잡한 공정에서 주체가 됩니다. 도전은 어떻게 이 둘 사이에 균형을 잡느냐입니다. 특성. 금속과 달리 마모 성능은 다음과 같습니다. 중합체는 수술에 매우 민감합니다. 온도, 즉 접촉 시 발생하는 열입니다. 존(Zone)을 사용할 수 있습니다. 부족 학적으로 폴리머의 응용, 하나의 주요 매개 변수입니다. 마모 프로세스 중에 고려되는 방법은 다음과 같습니다. 문지름 공정에서 발생한 열이 다음 항목에 영향을 미칩니다.

구성 요소의 기계적 및 마모

인터페이스 온도가 높아질 수 있습니다. 이러한 구성 요소의 기계적 특성을 악화시킵니다. 경도와 강성을 줄여서 고분자 결합을 깨트려 더 높은 결과를 가져올 수 있습니다. 마모율 및 높은 마찰계수(COF)를 제공합니다. 구성 요소의 경우 문헌을 보면 COF를 줄일 수 있습니다. 다양한 고체 윤활유 필러를 사용함으로써 얻을 수 있습니다. 다른 한편으로는, 문지름에서 열이 발생합니다. 프로세스는 고체 윤활유의 효율을 감소시킬 수 있습니다. 따라서 허용 온도 범위를 제한합니다. 예를 들어, 접합된 몰리브덴의 효과입니다. 이황화(MoS2)는 다음 성질에 대한 것입니다. Ye et al에 의해 novolac 에폭시가 연구되었습니다. 결과는 초조함에 있어서 현저한 개선을 보여주었습니다. 낮은 COF로 표시되는 마모 동작입니다. 착용률이 낮습니다. 하지만, 온도는 같아야 합니다. 피하고자 하는 짧은 거리 슬라이딩에 의해 제어됩니다. MoS2의 산화 작용이 감소합니다. 그 윤활 성질의 효율입니다. PTFE는 다음과 같습니다. 고형 윤활유 재료는 높은 마모를 보였습니다. 중합체의 COF를 감소시킴으로써 성능을 향상할 수 있습니다. 그러나 PTFE는 열전도율이 낮습니다. 0.2~0.3 W/(m·K)[16], 에폭시 값과 유사합니다. 0.2W/(m·K) [6]입니다. 따라서 PTFE를 추가합니다. 열 개선의 이점을 제공하지 않습니다. 중합체의 성질입니다. 이런 이유로, 그 이유는 PTFE의 윤활 효율은 다음과 같이 제한됩니다. 다음과 같은 특정 폴리머의 온도보다 낮습니다. 열 왜곡 온도(HDT)를 나타냅니다. 트리폴 로지 용도의 경우 다음 조합에서 사용합니다. 열역학적 응력, 하는 것이 바람직합니다. 마찰 거동 및 마찰 거동을 개선합니다. 고분자의 열전도율입니다. 높은 열전도율 및 윤활성을 제공합니다. 흑연과 같은 나노탄소 물질과 그래핀은 이 분야에서 더 많은 연구를 끌어 모읍니다. 적용들 이 재료는 잠재력이 있습니다. 중합체의 조생 학적 개선을 위해서 요 고형 윤활유 역할을 하며 성분을 개선합니다. 중합체 복합체의 열전도율입니다. 고유의 기계적, 열적 및 열적 특성 때문입니다. 윤활 특성, 그래핀 나노플라테렛입니다.(GNP)는 고형 윤활제로 권장됩니다. 에폭시의 조류 학적 성능을 개선합니다. GNP는 1,000 GPa의 높은 강성을 가지고 있습니다. 약 130 GPa의 높은 인장 강도입니다. GNP의 평면 내 열전도율은 다음과 같습니다. 5,000W/(m·K)[6], 이는 25,000배입니다. 에폭시. 그래핀 필러의 효과는 다음과 같습니다. 기계적 개선 측면에서 조사됩니다. 그리고 중합체의 조류 학적 성질들, 예를 들면 다음과 같습니다. PEEK 및 나일론 66입니다. 이 작품들은 다음과 같습니다. 유망한 결과를 제시했습니다. 하지만 문헌은 GNP의 영향을 다루는 연구는 거의 없습니다. 건식 접착제 마모를 위한 추가 기능 및 에폭시의 기계적 특성도 없습니다. 두 사람 사이의 상관관계에 대한 많은 연구입니다. 상기 내용을 고려하여, 현재 연구는 다음을 목표로 합니다. GNP가 고체 윤활유로서 미치는 영향을 조사합니다. 접착제 마모 성능 및 두 가지 모두에 대해 설명합니다. 에폭시 기반 합성물의 기계적 특성입니다. GNP의 다른 가중치가 추가되었습니다. 에폭시 수지에 넣었습니다. 유발된 영향입니다. 마모 테스트 중 인터페이스 온도입니다. 에폭시의 성능은 다음을 포함하거나 포함하지 않습니다. GNP의 존재는 조사되었습니다. GNP의 최적 퍼센티지는 다음과 같습니다. 에폭시 합성물의 기계적 간 균형을 유지합니다. 그리고 조류의 성질도요. GNP의 추가에 대한 효과는 탐색되었습니다. 에폭시의 미세 구조와 효율성은 다음과 같습니다. 마찰로 인해 발생하는 열을 방출합니다.

재료 및 실험 절차

재료는 경화 경화기를 사용한 에폭시 수지(R246TX)입니다.(H160) (4:1 중량비), HDT 65 ℃, a입니다. 25℃에서 1.07 g/cm3의 밀도를 선정하였습니다. 현재 연구는 수지 시스템은 에 의해 공급되었습니다. ATL 컴포지트 Pty입니다. 오스트레일리아 주식회사입니다. 그래핀이 Nanoplatelets (GNP)는 C등급 입자를 가지고 있습니다. 300 m2/g의 평균 표면적은 다음에 의해 공급되었습니다. 시그마 알드리치 프티입니다 오스트레일리아 주식회사입니다. 에폭시 합성물입니다. GNP의 다른 농도에 기초하였습니다. 에폭시-GNP-x라는 레이블이 붙어 있습니다. 여기서 x는 GNP의 중량 비율입니다. 검체 준비합니다. GNP의 300 m2/g의 거대한 표면적 때문에 통합의 높은 가능성을 피합니다. 또는 혼합 과정에서 응집됩니다. 단지 적은 양의 GNP가 사용되었습니다. 복합 재료는 다른 무게 분율에 기초합니다. GNP(0, 1.5, 3, 4.5 wt%)가 조작되었습니다. 깔끔한 에폭시 매트릭스와 수지 에폭시 매트릭스를 준비합니다. 해당 경화기가 비율로 혼합되었습니다. 재료 사양에 따라 4:1이 됩니다. 에폭시/GNP 합성물에 대해서는 중량이 적용됩니다. GNP의 일부분은 점차적으로 추가되고 혼합되었습니다. 전기 믹서를 사용합니다(컨템포 스틱 믹서). 250 rpm에서 2분간 혼합물이 잘 섞이도록 합니다. 동질성이 혼합 프로세스가 수행되었습니다. 낮은 속도로 작동하여 과도한 열을 방지하고 있습니다. 공기 방울이 갇혔습니다. 기포를 없애기 위해서 요그 혼합물은 진공 오븐 안에 기름기가 났습니다. 70 kPa의 일정한 진공 압력으로 챔버 합니다. 30분 동안 50 ℃를 유지하세요. 그러고 나서, 혼합물이 부었습니다. 강철 주형 공동 안에 있었습니다. 인장 시료를 생산하도록 설계되었습니다. 테스트도 하고요 몰드의 치수는 다음과 같습니다. 마모 테스트 샘플은 길이가 58mm였습니다. 폭 20mm, 높이 25mm로 설계되었습니다. ASTM에 이어 링 상의 블록(BOR) 테스트의 경우 다음을 수행합니다. G77 기준으로 인장 실험의 경우 도그본 샘플은 다음과 같은 치수로 준비되었습니다. 총길이 190mm, 길이 80mm입니다. 전체 폭 20mm의 좁은 구역입니다. 폭이 10mm이고 폭이 좁은 구역입니다. 두께는 ASTM D638-99에 따라 8mm입니다. 주형 샘플은 대기 중에 보관되었습니다. 25 ℃에서 24 시간 동안 자가 조절을 위한 조건입니다. 합성물은 오븐에서 후처리 되었습니다. 재료 준비 기준 100℃에서 4h를 사용합니다.

테스트 절차 및 기계적 특성

&인장 테스트는 MTS 810에서 수행되었습니다. 10 kN의 시험 스타 재료 시험기를 시험합니다. 로드 속도가 유지되었습니다. ASTM D638-99를 준수하는 1 mm/min입니다. 인장 강도, 파단 변형률, 강성, 및 강도는 엔지니어링에서 얻었습니다. 응력-변형 곡선입니다. 경도가 측정되었습니다. ASTM D2240에 이어 Durometer-D를 사용합니다. 결과의 반복성과 재현성을 위해 각각에 대해 최소 3개의 인장 샘플이 테스트되었습니다. 복합, 그리고 경도 검정의 경우 세 개입니다. 각 합성물과 다음 합성물에 대해 판독 값을 얻었습니다. 평균값이 계산되었습니다. 조류의 성질은 대부분의 트리폴 로지 성분의 경우 가변 접점 영역이 접선 트랙션에 있습니다. 강철식 접면입니다. 이에 따라 에 대한 정보를 제공합니다. 이 장치의 마모 메커니즘을 정확하게 설명합니다. 구성 요소 유형, BOR 시스템이 선택되었습니다. 그리고 스테인리스강은 중합체에 대하여 회전합니다. 복합 재료입니다. 강철 서페이스를 사용하는 것은 무엇입니까? 상대 열이 높기 때문에 권장됩니다. 16 W/(m·K)[19]의 전도도를 비교하였습니다. 중합체 재료입니다. 전도성이 높습니다. 생성된 열의 소산을 가속화합니다. 착용 구역과 접촉합니다. GNP가 접착제 마모에 미치는 영향입니다. 에폭시의 성능은 다음을 사용하여 조사되었습니다. BOR 기계는 ASTM G77 다음에 있습니다. 그 스테인리스강, AISI 304 및 1250 HB입니다. 마모와 관련하여 접선 방향으로 회전했습니다. 건조 접촉 조건(22 ℃)에서 실시합니다. 상대습도는 40%–50%)입니다. 슬라이딩 속도입니다. 가해지는 하중으로 2 m/s로 유지되었습니다. 15, 30, 45, 60N입니다. 최댓값과 최솟값입니다. 정상 상태 영역의 접촉 압력(P)입니다. 유한 요소 모델링을 통해 얻어졌습니다. 그리고 이것들은 0.35에서 0.53 MPa 사이였습니다. 15N과 60N의 하중에 대응합니다. 각각 이 테스트 파라미터는 다음과 같습니다. 순하고 심한 슬라이딩 마모를 시뮬레이션하기 위해 선택되었습니다. 압력을 가할 수 있습니다. 속도 제품(PV) 값은 다음 사이에서 변동합니다. 0.33 및 3.9 MPa·m/s [20, 21]입니다. 슬라이딩 거리입니다. 시스템이 안정기에 도달할 수 있도록 6km였습니다. 마모 프로세스의 영역을 나타냅니다. 각 테스트 전에 강철의 두 표면 모두입니다. 표면 및 마모 샘플의 표면입니다. 1,000개 및 1,200개를 사용하여 광택을 냈습니다. 종이를 갈고 아세톤으로 닦습니다. 그 표면 거칠기뿐만 아니라 반대쪽도 마찬가지입니다. 마모 샘플은 다음보다 작도록 제어되었습니다. 0.2 μm(Ra)입니다. 문지름의 마찰력입니다. 반대쪽과 마모 사이를 처리합니다. 샘플은 지속적으로 기록되었습니다 Mettler Toledo는 0.0098N의 정확도로 셀을 로드합니다. 마찰 계수는 분할하여 계산되었습니다. 가해진 힘에 의한 마찰력을 위하여 에폭시의 특정 마모율(Ws)을 계산합니다. 그리고 그것의 구성성분들, 마모된 표면들입니다. 샘플은 연조직에 의해 조심스럽게 문질러졌습니다. 종이를 아세톤에 적셔 매달린 것을 제거합니다. 마모된 표면에 있는 입자들입니다. 그 후에, 공기 한 번 쐬세요. 건조기는 남아 있는 습기를 제거하는 데 사용되었습니다. 각 샘플의 질량 손실은 다음 시간 이후에 측정되었습니다. 미끄럼틀 거리마다 1km까지 올라갑니다. 총 6km입니다. 질량 스케일을 사용하 여정 확 도는 1.0 × 10 × 5입니다. 각 합성물과 평균에 대한 조건입니다. 마모 트랙과 마모 트랙의 표면 거칠기는 다음과 같습니다. 마모된 표면은 전후로 측정되었습니다. 각 테스트는 MarSurf M 400 프로필 미터를 사용하여 수행합니다. 문지르기 프로세스의 인터페이스 온도입니다. Testo 876 열화상 카메라에 의해 측정되었습니다. FTIR은 NicoletiS50 FT-IR을 사용하여 수행되었습니다. 분광계를 통해 화학적 상호작용을 연구합니다. GNP와 에폭시 매트릭스 사이에 있습니다. 깔끔한 에폭시입니다. 합성물이 밀링 되어 제조되었습니다. GNP가 이미 분말 속에 있는 동안 가루로 만드십시오. 분말 샘플의 FT-IR 스펙트럼을 형성합니다. NicoletiS50-ATR 모듈을 사용하여 기록되었습니다. 해상도가 4 cm³1인 32개 스캔합니다. 그리고 그 안에서 파도 번호 범위는 2,000~500 cm²1입니다. 그래핀의 라만 스펙트럼, 에폭시, 그리고 에폭시 - 에폭시 - 에폭시 - 에폭시네 합성물은 다음을 사용하여 수집되었습니다. Via Inspect 분산형 Raman의 레니쇼입니다. 분광계입니다 FTIR 분석, 에폭시 분석 및 이와 유사합니다. 그 합성물은 제분되어 준비되었습니다. GNP가 이미 분말 속에 있는 동안 가루로 만드십시오. 형태. 50배 목표는 다음 목적과 함께 사용되었습니다. 785nm 레이저 에폭시 및 에폭시 그래핀을 사용합니다. 샘플 레이저 전원이 5%(1mW)로 설정되었습니다. 그래핀 분말은 1%의 레이저 파워를 가집니다. 0.2mW)가 사용되었습니다. 스펙트럼은 다음을 사용하여 수집되었습니다. 획득을 포함한 확장 스캔 기능입니다. 99와 99 사이의 스펙트럼을 제공하는 10초의 시간입니다. 3,200 cm²1입니다. GNP의 XRD 패턴, 깔끔한 에폭시 등입니다. 복합 재료는 레이 볼드-554 800을 사용하여 얻었습니다. X선 튜브가 장착된 회절계입니다.α용 케이블이 있는 엔드 윈도 카운터 검출기를 사용할 수 있습니다. X-ray의 데이터는 2 µrange로 기록되었습니다. 스캔 단계가 2° = 0.2°일 때 10° ~ 40° 사이입니다.

내가 생각하는 결론

FTIR 스펙트럼 측정은 다음을 위해 사용되었습니다. 에 존재하는 기능 그룹을 결정합니다. 그리고 GNP들 사이의 상호 작용들 그리고 에폭시 분자 그래핀의 FTIR 스펙트럼입니다. 나노 플렛, 순수 에폭시 및 에폭시입니다. GNPs 복합 재료는 그림 3에 나와 있습니다. 수치상으로는 요. GNP의 적외선(IR) 스펙트럼은 다음에서 작은 피크를 나타냅니다. 약 1,550cm와 1,650cm 1입니다. 그룹 및 골격 그래피 틱의 기여입니다. 탄소 원자입니다. 순수한 에폭시의 IR 스펙트럼은 다음을 보여줍니다. 주 피크는 1,604, 1,505, 1,454 cm²1입니다. C-C 스트레칭 진동에 배정됩니다. 방향족 링, (ii) 1,298 cm²1 할당되었습니다. CH2 그룹의 비대칭 변형입니다. 1,253 cm²1이 비대칭 방향족 C-O에 할당됩니다. 스트레칭; (iv) 1,224 cm²1 비대칭에 할당되었습니다. liphatic C-O 스트레칭; (v) 1,032 cm²1 할당되었습니다. 대칭 방향족 C-O 스트레칭; (vi) 826 cm²1 CH에 할당된 평면 변형은 다음과 같습니다. 방향족 및 에폭 시드 링 진동 및 (비록시) 방향족 주파수에 593 cm²1이 할당됩니다. 이 결과는 중합 성을 보여줍니다. 경화기와 성공자를 하나로 묶습니다. 고체 에폭시 수지의 형성입니다.라는 것이 발견되었습니다. 에폭시 합성물의 IR 스펙트럼이 준비되었습니다. GNP의 내용이 적은 것은 깔끔한 것과 비슷합니다. 단, 메인 밴드는 다음에서 관찰됩니다. 합성물이 wave number로 이동되었습니다. 합성물의 형성을 나타냅니다. 물리적인 순서와 반 데르 발스의 상호작용을 통해서 요 에폭시 분자와 GNP 사이에 있습니다. 따라서 쉽게 요약하자면, 에폭시 합성물은 중량이 다릅니다. 기계적 특성은 다음과 같은데요. 건식 접착제 마모 성능을 평가합니다. 모든 복합물을 대상으로 조사했습니다. BOR 기계를 사용하는 스테인리스강 접면입니다. 주요 결과는 다음에서 요약할 수 있습니다. XRD 및 FTIR 결과에서 확인되었습니다. 에폭시는 GNP와 물리적 상호작용을 합니다. GNP는 에폭시 강도를 높였습니다. 인장 강도는 줄었지만 경도는 줄었습니다 강인함, 그리고 골절의 변형률입니다. GNP의 추가는 좋은 능력을 보여주었습니다. 마찰을 줄이고 마모 성능을 개선합니다. 에폭시의 일부입니다. 예를 들어, GNP의 4.5 wt%입니다. 에폭시의 COF 및 W를 36% 감소시켰습니다. 각각 75%입니다. 게다가, 그것은 긍정적입니다. 열 발생을 분산시키는 데 영향을 줍니다. 하부 인터페이스로 표시된 접촉 영역을 착용합니다. 온도와 깔끔한 에폭시가 비교됩니다. 기계간의 상관관계 연구입니다. 그리고 조공 학적 행동이 강하게 드러나지 않았습니다. 관계를 하지만, 더 높은 부하에서 증가에 따른 약함입니다. GNP의 콘텐츠는 마모에 악영향을 미쳤습니다. 마모율을 높여서 성능을 향상할 수 있습니다. 마지막으로, 우리의 연구는 최적을 제안합니다. 에폭시 GNP의 양은 다음보다 작아야 합니다. 나노 필러 집적 가능성이 줄어듭니다. 그런데 에폭시 GNP의 낮은 수준 또한 감소하였습니다. 피로 마모 메커니즘, 이는 바람직하지 않습니다. 에폭시처럼 부서지기 쉬운 성질을 가진 물질로 이 연구는 사용의 중요성을 보여줍니다. 고열 변형이 심한 중합체입니다. 온도로 사용할 수 있습니다. 여기 그 강화 폴리머를 추천합니다. 섬유질이 있는 나노 화합물은 그들의 능력을 향상할 수 있습니다. 기계적 특성 및 그에 따른 하중 지지율입니다.;