写的AZoM2006年10月6日
两个特拉华大学人员已经发现了一种方法来检测和识别损伤在先进复合材料通过一个微小的碳纳米管网络,在同样的方式为人类神经。亚博网站下载
发现在实验室里,都有重要的影响,科学家们希望能够更好地预测各种复合材料的寿命,并在日常应用程序中,这可能成为一个重要的工具在监测复合材料用于建设健康的各种基本产品,包括商用客机。亚博网站下载
Tsu-Wei周的研究工作,皮埃尔·s·杜邦工程,主席和埃里克Thostenson机械工程助理教授,将会在10月2日出版的一篇文章有影响力的先进材料》杂志上。亚博网站下载
Chou表示领域的研究小组一直在纤维复合材料与UD的复合材料中心和后期已经感兴趣与分钟nanomaterials-a纳米复合材料的强化是一个光秃秃的1000000000米,特别是碳纳米管。亚博网站下载
“碳纳米管非常小但有一流的品质,”周说。“很轻,密度大约一半的铝,它本身被认为是异常光与其他金属相比,然而30倍的高强度钢和钻石一样僵硬。”
除了很强的,很轻,碳纳米管有一个令人难以置信的能力进行热量和电能。在后一种情况下,它们有效地携带1000倍电流相比,铜。
“碳纳米管有优良性能和挑战是如何最好地利用它们,这些属性转化为应用程序,”周说。
考虑到各种属性,周和Thostenson着手开发碳纳米管作为传感器嵌入在复合材料。亚博网站下载
高性能纤维复合材料通亚博网站下载常是复合材料,表,如碳、玻璃或凯夫拉尔,嵌在聚合物树脂矩阵。Chou表示,传统的复合材料有固有的缺点,因为矩阵materials-plasti亚博网站下载cs-surrounding纤维”强,但比纤维更强大。”
这导致“弱点在复合材料界面区域的基质材料,特别是在有口袋的树脂,”周说。亚博网站下载
因此,缺陷,包括小微裂隙,可以发生。随着时间的推移,这些微裂隙可以威胁到复合的完整性。
Thostenson表示,碳纳米管可以用来检测缺陷开始通过嵌入他们统一在整个复合材料作为一种网络监控的健康组合结构的能力。
“纳米管如此之小,他们可以穿透纤维束之间的地区还有层之间的复合,在矩阵富裕地区,“Thostenson说。
由于碳纳米管导电,他们创建一个纳米级的传感器网络工作”就像人体的神经,”他说。
研究人员可以通过网络和通过电流”如果有微裂纹,它打破了途径我们可以测量的传感器和响应,“Thostenson说。
他补充说,碳纳米管是微创和复合总额的0.15%。
目前,复合材料工程师有限手段检测微裂隙的初始发病或识别特定类型的缺陷。这一发现将会改变,因为方法简单,不需要昂贵的设备和对显微裂纹的初始阶段非常敏感,Thostenson说。app亚博体育
技术的成功必须到处都散布在整个碳纳米管材料和心爱的人认为他的同事“开发技术,支付矩阵中的碳纳米管非常均匀的材料。”
这项工作提供了一个新的工具,研究目前在实验室和在未来有许多潜在的应用。通过识别和跟踪缺陷在实验室环境中,研究人员现在可以开始开发策略更加准确预测复合材料的寿命。亚博网站下载
“这是一个非常实用的“今天”项目,“Thostenson说。“我们可以利用这个新的规模现在广泛应用的未来。”
这是非常重要的考虑到复合材料在日常生活中越来越多的应用。亚博网站下载复合材料用于体育用品,民用基础设施包括桥梁和管道,和运输,特别是在飞机制造业。
周指出,新的波音787梦幻客机50%复合材料重量和体积50%以上,使“复合结构的成功监测非常重要。”
“这些都是重大问题,能够检测出缺陷和理解的生命周期是什么一个给定的组合,“Thostenson说。“这可以归结为复合多久,什么时候结构不再是可行的吗?”
资金支持的研究是美国空军科学研究办公室和美国国家科学基金会。亚博老虎机网登录
周,去年被任命为美国航空航天研究所研究员,1969年加入UD教员,在收到斯坦福大学材料科学博士学位。亚博网站下载亚博老虎机网登录
Thostenson加入了大学教师在2005年获得博士学位后在材料科学与工程。亚博网站下载亚博老虎机网登录他还获得了机械工程硕士学位UD和复合材料工程学士学位从薇诺娜(明尼苏达州)。亚博网站下载州立大学。