Κατασκευή και μηχανικές ιδιότητες σύνθετων υλικών νεολάκης με ίνες άνθρακα και νανοσωλήνες άνθρακα ως πρόδρομων υλικών για σύνθετα υλικά άνθρακα - άνθρακα

Σεμιτέκολος, Διονύσης; Semitekolos, Dionysis

dc.contributor.author	Σεμιτέκολος, Διονύσης	el
dc.contributor.author	Semitekolos, Dionysis	en
dc.date.accessioned	2016-07-07T08:01:11Z
dc.date.available	2016-07-07T08:01:11Z
dc.date.issued	2016-07-07
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/43020
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.12122
dc.rights	Default License
dc.subject	Σύνθετα υλικά	el
dc.subject	Υλικά άνθρακα άνθρακα	el
dc.subject	Νανοσωλήνες άνθρακα	el
dc.subject	Ίνες άνθρακα	el
dc.subject	Μηχανικές ιδιότητες	el
dc.subject	Composite materials	en
dc.subject	Carbon carbon materials	en
dc.subject	Carbon nano tubes	en
dc.subject	Carbon fibers	en
dc.subject	Mechanical properties	en
dc.title	Κατασκευή και μηχανικές ιδιότητες σύνθετων υλικών νεολάκης με ίνες άνθρακα και νανοσωλήνες άνθρακα ως πρόδρομων υλικών για σύνθετα υλικά άνθρακα - άνθρακα	el
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Υλικά	el
heal.classification	Σύνθετα υλικά	el
heal.classificationURI	http://data.seab.gr/concepts/af724f05f61ef305eee5da55bd5d31ef6237e2a3
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2016-02-24
heal.abstract	Στην παρούσα διπλωματική εργασία μελετήθηκε η κατασκευή συνθέτων υλικών άνθρακα – άνθρακα. Το αρχικό σύνθετο που χρησιμοποιήθηκε είχε ως μήτρα ρητίνη φαινόλης – φορμαλδεΰδης (νεολάκη) εργαστηριακής συνθέσεως, με αντίστοιχο σκληρυντή την εξαμεθυλενοτετραμίνη (“Hexa”) και ως μέσο ενίσχυσης εμπορικές ίνες άνθρακα σε ποσοστό 15% v/v και νανοσωλήνες άνθρακα σε ποσοστό 0 % έως 2.5 % w/w. Αρχικά έγινε διαβροχή των ινών άνθρακα με διάλυμα της μη σκληρυμένης ρητίνης σε μίγμα διαλυτών (μεθανόλη – νερό: 80%-20 %v/v) και μετά ακολούθησε σκλήρυνση της ρητίνης πάνω στις ίνες, προς δημιουργία φύλλων “prepreg”. Στη συνέχεια, τα φύλλα “prepreg” και κατάλληλη ποσότητα της μήτρας (μείγμα νεολάκης – Ηexa σε αναλογία 7:2 και νανοσωλήνες άνθρακα, στην κατάλληλη περιεκτικότητα), διαστρωματώθηκαν σε μεταλλικό καλούπι και μορφοποιήθηκαν υπό πίεση (13 MPa) με ταυτόχρονη θέρμανση στους 175 °C για 40 min. Τα σύνθετα υλικά πολυμερικής μήτρας που κατασκευάστηκαν, πυρολύθηκαν σε θερμοκρασίες μέχρι 1000 °C σε αδρανή ατμόσφαιρα αζώτου. Στα δοκίμια του συνθέτου υλικού, τόσο πριν όσο και μετά την πυρόλυση, μετρήθηκαν οι μεταβολές στο βάρος, οι αντοχές σε κάμψη και σε διάτμηση και έγινε ένας ποιοτικός χαρακτηρισμός μέσω της Ηλεκτρονικής Μικροσκοπίας Σάρωσης (SEM). Σχετικά με τις μεταβολές των διαστάσεων των δοκιμίων, τόσο πριν όσο και μετά την πυρόλυση, η πλέον αξιόλογη μεταβολή είναι η μεταβολή του βάρους τους, λόγω της ανθρακοποίησης της πολυμερικής μήτρας που λαμβάνει χώρα. Υπολογίστηκε ότι η απώλεια βάρους κατά την πυρόλυση είναι της τάξεως του 33 %, για όλα τα σύνθετα υλικά με ή χωρίς νανοσωλήνες άνθρακα. Τα σύνθετα άνθρακα – άνθρακα παρουσιάζουν γενικά μικρότερη αντοχή σε κάμψη και διάτμηση από τα αρχικά, κάτι που οφείλεται στους κενούς χώρους που δημιουργήθηκαν κατά την πυρόλυση. Μετά τις πυρολύσεις τα δοκίμια εμφανίζουν μακροσκοπικά ρωγμές οι οποίες επιβεβαιώνονται από την παρατήρηση κατά την Ηλεκτρονική Μικροσκοπία Σάρωσης (SEM). Το συνολικό πορώδες των συνθέτων υλικών άνθρακα – άνθρακα που προέκυψαν μετά από πυρόλυση συνθέτων υλικών νεολάκης – ινών άνθρακα με ή χωρίς νανοσωλήνες άνθρακα κυμαίνεται από 0.5 έως 1.6 % της συνολικής επιφάνειας του συνθέτου υλικού άνθρακα – άνθρακα. Επιπλέον, τόσο στα σύνθετα υλικά χωρίς νανοσωλήνες άνθρακα, όσο και σε αυτά με διάφορα ποσοστά νανοσωλήνων άνθρακα, το μικρό πορώδες (διάμετρος πόρων d = 1.74 μm έως 4.56 μm) αντιπροσωπεύει το μεγαλύτερο ποσοστό (από 0.4 έως 1.2 % της συνολικής επιφάνειας), σε σχέση με το μεσαίο και το μεγάλο πορώδες.	el
heal.advisorName	Ζουμπουλάκης, Λουκάς	el
heal.committeeMemberName	Ζουμπουλάκης Λουκάς	el
heal.committeeMemberName	Πολυμένης, Στυλιανός	el
heal.committeeMemberName	Μπακόλας, Αστέριος	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Χημικών Μηχανικών. Τομέας Επιστήμης και Τεχνικής των Υλικών (ΙΙΙ)	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	119 σ.	el
heal.fullTextAvailability	true