Σύνθετα υλικά πολυμερικής μήτρας ενισχυμένα με υλικά βασισμένα στον άνθρακα σε μίκρο/νάνο κλίμακα : Διερεύνηση των ιδιοτήτων αυτο-διάγνωσης και διεπιφανειακής φθοράς

Τέρμινε, Στεφανία; Termine, Stefania

dc.contributor.author	Τέρμινε, Στεφανία
dc.contributor.author	Termine, Stefania	en
dc.date.accessioned	2020-03-10T09:59:52Z
dc.date.available	2020-03-10T09:59:52Z
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/49921
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.17619
dc.description	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο--Μεταπτυχιακή Εργασία. Διεπιστημονικό-Διατμηματικό Πρόγραμμα Μεταπτυχιακών Σπουδών (Δ.Π.Μ.Σ.) “Επιστήμη και Τεχνολογία Υλικών”	el
dc.rights	Αναφορά Δημιουργού-Μη Εμπορική Χρήση-Όχι Παράγωγα Έργα 3.0 Ελλάδα	*
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/gr/	*
dc.subject	Ίνες Άνθρακα	el
dc.subject	Νανοσωλήνες Άνθρακα	el
dc.subject	Σύνθετα πολυμερή ενισχυμένα με ίνες άνθρακα	el
dc.subject	Αυτο-διάγνωση	el
dc.subject	Μέθοδος αλλαγής ηλεκτρικής αντίστασης	el
dc.subject	Carbon Fibres	en
dc.subject	Carbon Nanotubes	en
dc.subject	CFRPs- Carbon Fibre Reinforced Polymers	en
dc.subject	Self-Sensing	en
dc.subject	ERC-Electrical Resistance Change Method	en
dc.title	Σύνθετα υλικά πολυμερικής μήτρας ενισχυμένα με υλικά βασισμένα στον άνθρακα σε μίκρο/νάνο κλίμακα : Διερεύνηση των ιδιοτήτων αυτο-διάγνωσης και διεπιφανειακής φθοράς	el
heal.type	masterThesis
heal.classification	Σύνθετα Υλικά	el
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2019-10-17
heal.abstract	Στην παρούσα διπλωματική εργασία μελετήθηκε η επίδραση της εισαγωγής δομών άνθρακα, σε μίκρο και νάνο κλίμακα, ως προς την μορφοποίηση σύνθετων υλικών πολυμερικής μήτρας, με σκοπό τη μελέτη πρόσφυσης μεταξύ ενίσχυσης και μήτρας, την επίδραση στις μηχανικές ιδιότητες των συνθέτων και την αποτίμηση της ικανότητας αυτοδιάγνωσης τους. Τρία διαφορετικά σύνθετα ενισχυμένα με ίνες άνθρακα μορφοποιήθηκαν. Το πρώτο σύνθετο παρασκευάστηκε με εμπορικές ίνες (σύνθετο αναφοράς). Το δεύτερο ενισχύθηκε με υφάσματα άνθρακα, τροποποιημένα μέσω πιλοτικής διάταξης αντιδραστήρα χημικής εναπόθεσης ατμών, όπου ανεπτύχθησαν νανοσωλήνες άνθρακα στην επιφάνεια τους. Τα αναφερόμενα υφάσματα αξιολογήθηκαν ως προς την ανάπτυξη των ιεραρχικών δομών με μικροσκοπίες σάρωσης (SEM και TEM). Αναφορικά με το τρίτο, ενσωματώθηκαν ελαφρώς τροποποιημένοι νανοσωλήνες στην πολυμερική μήτρα σε περιεκτικότητα 0.5% w/w, για την κατασκευή υβριδικών σύνθετων ενισχυμένων με ίνες άνθρακα. Ως μήτρα για τα σύνθετα υλικά επιλέχθηκε η εποξειδική ρητίνη της HUNTSMAN Industries (Η.Π.Α.) “Araldite LY 556”, ενώ το ύφασμα ινών άνθρακα που χρησιμοποιήθηκε ήταν απλής ύφανσης σε δύο διευθύνσεις 0ο/90ο της Hexcel Industries Inc (Η.Π.Α.). Τα σύνθετα μορφοποιήθηκαν με τη μέθοδο έγχυσης υπό κενό και χαρακτηρίσθηκαν ως προς την ακεραιότητα τους, μέσω αξονικής μικροτομογραφίας, επιβεβαιώνοντας την αποδοτικότητα της μεθόδου. Οι μηχανικές ιδιότητες των συνθέτων αποτιμήθηκαν μέσω δοκιμής εφελκυσμού. Το σύνθετο με ενσωματωμένους νανοσωλήνες στη μήτρα έδωσε αύξηση της αντοχής εφελκυσμού κατά 1,58% σε σχέση με το σύνθετο αναφοράς. Στον αντίποδα, το σύνθετο με τα τροποποιημένα υφάσματα παρουσίασε μείωση κατά 23.3%. Η ικανότητα αυτοδιάγνωσης των συνθέτων εξετάσθηκε μέσω της μεθόδου αλλαγής της αντίστασης (Resistance Change Method), χρησιμοποιώντας τη διαμόρφωση τεσσάρων επαφών, κατά τη διάρκεια επαναλαμβανόμενης μηχανικής φόρτισης. Τα αποτελέσματα που προέκυψαν ενισχύουν την αξιοπιστία της μεθόδου ως προς την αξιολόγηση της φθοράς τους σε πραγματικό χρόνο. Τα αποτελέσματα που εξήχθησαν με βάση τις αναφερόμενες μηχανικές και ηλεκτρομηχανικές μεθόδους δοκιμασίας, όσον αφορά στα επιμέρους ερευνητικά στάδια του συνόλου των πειραμάτων, είναι ενθαρρυντικά για περαιτέρω μελέτη των υλικών αυτών.	el
heal.abstract	In this postgraduate thesis we studied polymer matrix composites in which carbon-based materials (in nano- and macro- scale) were introduced. The scope of this study was to asses the adhesion between reinforcement and matrix, their mechanical properties and their self-sensing abilities. Three different composites have been manufactured. The first one is the Reference, where fibres with commercial sizing were used. The second composite was reinforced with CNTs-grafted carbon fibre fabrics, via a pilot scale chemical vapor deposition reactor. The CNT-functionalized fabrics were evaluated by electron microscopies (SEM and TEM). Referring to the third composite, 0.5% w/w carbon nanotubes were dispersed into the polymer matrix, in order to create a hybrid CFRPs. The matrix used was obtained from HUNTSMAN Industries (Η.Π.Α.) “Araldite LY 556”, while the carbon fibres used were of simple wave in 0o/90o from Hexcel Industries Inc. (U.S.A.). The composites were manufactured though vacuum assisted resin transfer molding (VARTM) and their structural integrity was assessed, by non-destructive technique (micro-CT). The results confirmed the efficiency of the VARTM method. The composites’ mechanical properties were evaluated through tensile test. The hybrid composite including 0.5% w/w CNTs in the matrix, presented increased value in ultimate tensile strength by 1,58% with respect to the reference, while the composite with the CNT-grafted fabrics, resulted with a reduction of 23.3%. For the evaluation of the self-sensing properties of the composites, Resistance Change Method was applied through “four probe” configuration, during tensile-tensile cyclic loading. The concluding results enhance the reliability of the applied method, referring to the assessment of damage state in real time. The obtained results from the mechanical and electromechanical measurements, with regard to the individual experimental stages, were encouraging for further research of these materials.	en
heal.advisorName	Χαριτίδης, Κωνσταντίνος
heal.committeeMemberName	Χαριτίδης, Κωνσταντίνος
heal.committeeMemberName	Ζουμπουλάκης, Λουκάς
heal.committeeMemberName	Τσούβαλης, Νικόλαος
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Χημικών Μηχανικών	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	118 σ.	el
heal.fullTextAvailability	false