Μελέτη αντοχής πολυμερικών σύνθετων υλικών μέσω νανοδιείσδυσης έπειτα από θερμική και υδροθερμική γήρανση

Παπαδήμας, Μάριος - Ζωγράφος; Papadimas, Marios - Zografos

dc.contributor.author	Παπαδήμας, Μάριος - Ζωγράφος	el
dc.contributor.author	Papadimas, Marios - Zografos	en
dc.date.accessioned	2020-10-02T07:32:56Z
dc.date.available	2020-10-02T07:32:56Z
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/51236
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.18934
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	Θερμο-οξειδωτική γήρανση	el
dc.subject	Υδροθερμική γήρανση	el
dc.subject	Νανοδιείσδυση σε πλέγμα	el
dc.subject	Μικρομηχανικές ιδιότητες	el
dc.subject	Hydrothermal aging	en
dc.subject	Thermo-oxidative aging	en
dc.subject	Grid nanoindentation	en
dc.subject	Pop-in	en
dc.subject	Διεπιφάνεια ίνας - μήτρας	el
dc.subject	Fiber - matrix interphase	en
dc.title	Μελέτη αντοχής πολυμερικών σύνθετων υλικών μέσω νανοδιείσδυσης έπειτα από θερμική και υδροθερμική γήρανση	el
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Μηχανική	el
heal.classification	Μικρομηχανική	el
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2020-02-17
heal.abstract	Στην παρούσα διπλωματική εργασία μελετήθηκε ένα εμπορικό σύνθετο εποξικής ρητίνης ενισχυμένης με μονοδιευθυντικές ίνες άνθρακα και ερευνήθηκε η επίδραση της θερμο-οξειδωτικής και της υδροθερμικής γήρανσης στις μηχανικές ιδιότητες αυτού με την τεχνική της νανοδιείσδυσης. H θερμο-οξειδωτική γήρανση πραγματοποιήθηκε για διάρκεια 45 ημερών σε περιβάλλον ατμοσφαιρικού αέρα σε δύο διαφορετικές θερμοκρασίες γήρανσης εκατέρωθεν της θερμοκρασίας υαλώδους μετάπτωσης (Tg) της μήτρας, ενώ η υδροθερμική γήρανση πραγματοποιήθηκε για 30 ημέρες σε αυξημένη θερμοκρασία σε περιβάλλον απιονισμένου νερού. Στις δοκιμές νανοδιείσδυσης εφαρμόστηκε συγκεκριμένο πρωτόκολλο πολυκυκλικής φόρτισης σε πλέγμα και από τις καμπύλες φόρτισης-αποφόρτισης που προέκυψαν αξιολογήθηκαν οι μηχανικές ιδιότητες των δειγμάτων πριν και μετά τη γήρανση εφαρμόζοντας τη μέθοδο Oliver - Pharr. Στη συνέχεια, μέσω ηλεκτρονικής μικροσκοπίας σάρωσης, εντοπίστηκε το πλέγμα νανοδιείσδυσης σε επιλεγμένα δείγματα και πραγματοποιήθηκε συσχέτιση των καμπυλών φόρτισης-αποφόρτισης με τα παρατηρούμενα αποτυπώματα. Αναφορικά με τις πειραματικές καμπύλες, παρατηρήθηκαν φαινόμενα τύπου "pop - in" τα οποία συσχετίζονται με την τοπική αστοχία του υλικού, και μελετήθηκε η συχνότητα εμφάνισής τους σε σχέση με το χρόνο, τη θερμοκρασία και τον τύπο γήρανσης. Τέλος, καθώς το βάθος διείσδυσης στους πρώτους κύκλους των πολυκυκλικών μετρήσεων ήταν επαρκώς μικρό, κατέστη δυνατό να προσδιοριστούν οι μηχανικές ιδιότητες της κάθε φάσης του υλικού και κατά συνέπεια η επίδραση των διαφόρων τύπων γήρανσης σε αυτές. Από τα εξαγόμενα ιστογράμματα συχνότητας υπολογίστηκε η ολική κατανομή της εκάστοτε ιδιότητας εντός του υλικού, η οποία θεωρήθηκε ότι είναι ένας γραμμικός συνδυασμός των κατανομών των ιδιοτήτων της κάθε φάσης του υλικού. Για να πραγματοποιηθεί αποσυνέλιξη της ολικής κατανομής, συντάχθηκε κώδικας σε γλώσσα προγραμματισμού Python 3 ο οποίος ελαχιστοποιεί το τυπικό σφάλμα μεταξύ παρατηρούμενης και θεωρητικής τιμής και εξάγει τη μέση τιμή και την τυπική απόκλιση της κατανομής της κάθε φάσης	el
heal.abstract	In the present thesis,a commercial carbon fiber reinforced epoxy system was studied and the effect of thermo-oxidative and hydrothermal aging on its mechanical properties was investigated via nanoindentation. Thermo-oxidative aging was carried out for 45 days in ambient air at two different aging temperatures, above and below the glass transition temperature of the matrix, while hydrothermal aging was carried out for 30 days at elevated temperature in deionized water. Nanoindentation testing was performed in accordance to a multicycle grid nanoindentation protocol and from the resulting load-unload curves the material’s mechanical properties were evaluated using the Oliver - Pharr method. The nanoindentation gird was subsequently located in selected samples via Scanning Electron Microscopy (SEM) in order to correlate the resulting loadunload curves with the observed imprints. Regarding the experimental curves, pop-in phenomena were observed, and their frequency with respect to time, temperature and type of aging were studied. or sparse fiber stacking). Finally, as the penetration depth in the first cycles of the multicyclic measurements was sufficiently small, it was possible to determine the mechanical properties of each phase of the material and consequently the influence of the different types of aging on them. From the extracted frequency histograms, the total distribution of each mechanical property was calculated. Assuming that the distribution of the mechanical property of each phase of the material is best approximated by a Gaussian distribution, the total distribution was considered to be a linear combination of the distributions of the mechanical properties of each phase of the material. In order to deconvolute the observed distribution, a script was written in Python 3 that minimizes the standard error between observed and theoretical value and extracts the mean and standard deviation of each constituent phase’s (matrix or fiber) distribution.	en
heal.advisorName	Χαριτίδης, Κωνσταντίνος	el
heal.committeeMemberName	Ζουμπουλάκης, Λουκάς	el
heal.committeeMemberName	Κορδάτος, Κωνσταντίνος	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Χημικών Μηχανικών. Τομέας Επιστήμης και Τεχνικής των Υλικών (ΙΙΙ)	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	108 σ.	el
heal.fullTextAvailability	false