Μελέτη Μηχανικών και Ηλεκτρικών Ιδιοτήτων Νανοσύνθετων Υλικών για Χρήση ως Αισθητήρες Παραμόρφωσης και Φθοράς

Γεωργούσης, Γεώργιος

dc.contributor.author	Γεωργούσης, Γεώργιος	el
dc.date.accessioned	2018-12-18T08:10:11Z
dc.date.available	2018-12-18T08:10:11Z
dc.date.issued	2018-12-18
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/48261
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.3004
dc.rights	Αναφορά Δημιουργού-Μη Εμπορική Χρήση-Όχι Παράγωγα Έργα 3.0 Ελλάδα	*
dc.subject	παρακολούθηση δομικής ακεραιότητας κατασκευών	el
dc.subject	αίσθηση φθοράς	el
dc.subject	αίσθηση παραμόρφωσης	el
dc.subject	αισθητήρες ανηγμένης παραμόρφωσης	el
dc.subject	ηλεκτρική αντίσταση	el
dc.subject	αγωγιμότητα	el
dc.subject	θεωρία διαφυγής	el
dc.subject	Στυρένιο Βουταδιένιο	el
dc.subject	θερμοπλαστικά	el
dc.subject	ελαστομερή	el
dc.subject	νανοσωλήνες άνθρακα	el
dc.subject	αιθάλη	el
dc.subject	νανοϋλικά	el
dc.subject	νανοσύνθετα	el
dc.subject	πολυμερή	el
dc.subject	Μεταλλοκένιο Γραμμικό Πολυαιθυλένιο Χαμηλής Πυκνότητας	el
dc.subject	mLLDPE	en
dc.subject	SBR	en
dc.subject	CB	en
dc.subject	CNT	el
dc.subject	Structural Health Monitoring	en
dc.subject	electrical resistance	en
dc.subject	wear sensing	en
dc.subject	deformation sensing	en
dc.subject	strain gauges	en
dc.subject	conductivity	en
dc.subject	percolation theory	en
dc.subject	Metallocene Linear Low Density Polyethylene	en
dc.subject	Styrene Butadiene Rubber	en
dc.subject	thermoplastics	en
dc.subject	elastomers	en
dc.subject	Carbon Nanotubes	en
dc.subject	Carbon Black	en
dc.subject	nanomaterials	en
dc.subject	nanocomposites	en
dc.subject	polymers	en
dc.title	Μελέτη Μηχανικών και Ηλεκτρικών Ιδιοτήτων Νανοσύνθετων Υλικών για Χρήση ως Αισθητήρες Παραμόρφωσης και Φθοράς	el
dc.contributor.department	Μηχανικής	el
heal.type	doctoralThesis
heal.classification	Αισθητήρες	el
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2018-09-28
heal.abstract	Σκοπός αυτής της διδακτορικής διατριβής είναι η μελέτη νανοσύνθετων πολυμερών όσον αφορά την ικανότητά τους να χρησιμοποιηθούν ως αισθητήρες παραμόρφωσης ή φθοράς. Για το σκοπό αυτό χρησιμοποιήθηκαν νανοσύνθετα υλικά από πολυμερική μήτρα μη αγώγιμη στο ηλεκτρικό ρεύμα, όπως πολυαιθυλένιο χαμηλής πυκνότητας (mLLDPE) ή ελαστομερές στυρενίου-βουταδιενίου (SBR), με αγώγιμα νανοεγκλείσματα, όπως νανοσωλήνες άνθρακα (CNTs) ή αιθάλη (CB). Έτσι, υπό προϋποθέσεις, το προκύπτον υλικό είναι ηλεκτρικά αγώγιμο. Ο παραπάνω μηχανισμός αγωγιμότητας περιγράφεται κυρίως από τη θεωρία διαφυγής. Οι μετρήσεις που έγιναν αφορούν την παρακολούθηση των αλλαγών στην ηλεκτρική αντίσταση των δοκιμίων όταν αυτά επιμηκύνονται υπό μονοαξονικό εφελκυσμό. Έτσι κατά την αξιολόγηση των αποτελεσμάτων ερευνάται κατά πόσο οι αλλαγές στην ηλεκτρική αντίσταση συμβαδίζουν με την εντατική κατάσταση του δοκιμίου έτσι ώστε αυτό να μπορέσει να ενεργήσει σαν αισθητήρας παραμόρφωσης ή φθοράς. Άλλες μετρήσεις που έγιναν ήταν μετρήσεις διηλεκτρικής φασματοσκοπίας (DRS), δυναμικής μηχανικής ανάλυσης (DMA) αλλά και λήψη εικόνων των δοκιμίων με ηλεκτρονικό μικροσκόπιο σάρωσης (SEM). Στο πλαίσιο αυτής της μελέτης έγινε και μοντελοποίηση των αποτελεσμάτων αυτών για πιο πληρέστερη περιγραφή και παρουσίαση των ιδιοτήτων των υλικών αυτών. Επιπλέον, αυτά τα μοντέλα εξετάζουν την επίδραση της ποσότητας του εγκλείσματος στις ηλεκτρικές και μηχανικές ιδιότητες των υλικών. Ως γενικό συμπέρασμα προκύπτει ότι τα υλικά που μελετήθηκαν έχουν κατάλληλη συμπεριφορά που τους επιτρέπει να χρησιμοποιηθούν σαν αισθητήρες φθοράς ή παραμόρφωσης για την παρακολούθηση της δομικής ακεραιότητας μιας κατασκευής ή ενός εξαρτήματος σε ευρύ φάσμα παραμορφώσεων.	el
heal.abstract	The scope of this thesis is to study the ability of nanocomposite polymers to be used as strain gauges or wear sensors. For this purpose nanocomposites consisted of electrically insulating polymer matrix, such as linear low density polyethylene (mLLDPE) or Styrene-Butadiene Rubber (SBR), filled with conductive nanofillers such as carbon nanotubes (CNTs) or carbon black (CB) were used. Thus, under certain circumstances, the resulting nanocomposite acquires electrical conductivity. This conductivity mechanism is described by the percolation theory. The measurements that were carried out monitored the resistance changes of the samples while they were under uniaxial tensile load. Thus, at result evaluation, it is studied how the changes in the electrical resistance are related to the strain of the material so that it could be used as strain gauge or wear sensor. Other measurements that took place were Dielectric Relaxation Spectroscopy (DRS), Dynamic Mechanical Analysis (DMA); images were taken from Scanning Electron Microscope (SEM) as well. For that study the results were modelled, as well, to present and describe better the properties of these materials. Moreover, these models examine the impact of the filler ratio to the electrical and mechanical properties of the materials. As a general conclusion the studied materials demonstrated appropriate behavior that allows them to be used as strain gauges or wear sensors in order to monitor the structural health of a construction or a component in a wide strain regime.	en
heal.advisorName	Κοντού, Ευαγγελία	el
heal.committeeMemberName	Κοντού, Ευαγγελία	el
heal.committeeMemberName	Κυρίτσης, Απόστολος	el
heal.committeeMemberName	Ταραντίλη, Πετρούλα	el
heal.committeeMemberName	Θεοτόκογλου, Ευστάθιος	el
heal.committeeMemberName	Κουρκουλής, Σταύρος	el
heal.committeeMemberName	Παϊπέτης, Αλκιβιάδης	el
heal.committeeMemberName	Μουζάκης, Διονύσιος	el
heal.academicPublisher	Σχολή Εφαρμοσμένων Μαθηματικών και Φυσικών Επιστημών	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	231
heal.fullTextAvailability	true