Σύνθετα υλικά ρητίνης Νεολάκης-Ινων άνθρακα-νανοσωλήνων άνθρακα: κατασκευή, μηχανικές και ηλεκτρικές ιδιότητες

Abstract

Η βασική ιδέα της διπλωματικής εργασίας είναι η παρασκευή σύνθετων υλικών μήτρας νεολάκης με την προσθήκη ινών και νανοσωλήνων άνθρακα με σκοπό τον προσδιορισμό των μηχανικών και ηλεκτρικών τους ιδιοτήτων. Στην προσπάθεια να πετύχουμε βέλτιστες ιδιότητες κατασκευάσαμε δοκίμια με μεταβλητή την κατά βάρος περιεκτικότητα των νανοσωλήνων άνθρακα που περιείχαν. Έτσι παραθέτονται αναλυτικά αποτελέσματα των μηχανικών και ηλεκτρικών ιδιοτήτων των δοκιμίων που μετρήθηκαν καθώς και φωτογραφίες από την ηλεκτρονική μικροσκοπία σάρωσης. Στην παρούσα εργασία πραγματοποιήθηκε κατασκευή συνθέτων υλικών με μήτρα ρητίνη νεολάκης, με ίνες άνθρακα ως μέσον ενίσχυσης και με προσθήκη νανοσωλήνων άνθρακα. Απώτερος στόχος ήταν όπως τα σύνθετα υλικά έχουν ικανοποιητικές μηχανικές ιδιότητες και ταυτόχρονα αξιόλογες ηλεκτρικές ιδιότητες. Επιλέχθηκε ένα χαμηλό ποσοστό ινών άνθρακα (15 % v/v), ώστε να μην αυξάνεται σημαντικά το κόστος του συνθέτου υλικού. Η κατασκευή των συνθέτων υλικών αφορούσε δύο κατηγορίες: α) σύνθετα υλικά με μήτρα νεολάκη και μέσο ενίσχυσης νανοσωλήνες άνθρακα και β) σύνθετα υλικά με μήτρα νεολάκη και μέσο ενίσχυσης νανοσωλήνες άνθρακα και ίνες άνθρακα. Κατασκευάσθηκαν επίσης σύνθετα υλικά ίδιας μήτρας με την προσθήκη 5 % v/v κοντών ινών άνθρακα, για λόγους σύγκρισης. Προσδιορίστηκαν οι μηχανικές ιδιότητες των συνθέτων υλικών και συγκεκριμένα η αντοχή σε κάμψη και η αντοχή σε διάτμηση, καθώς επίσης και η ηλεκτρική αγωγιμότητα με συνεχές ρεύμα. Επίσης εξετάστηκε η μορφολογία των συνθέτων υλικών μέσω Ηλεκτρονικής Μικροσκοπίας Σάρωσης (SEM).

The basic idea of my degree project is the synthesis of various composites which are consisting from novolac as matrix and carbon fibers (as an enforcement agent) and nanotubes as additives. In terms of obtaining a composite with the best mechanical and electrical properties, we manufactured certain samples with only one variable, the w/w concentration of the included nanotubes. In the end of this project, I present all the results for the mechanical and electrical properties of the above various samples. Furthermore, I have a variety of images which were taken by using the method of the scanning electron microscopy.