چگونه سایه و نانولوله های کربنی می تواند به بهبود ماشین

یک خودرو لوکس است که واقعا یک محل به دنبال چیزی شبیه به سیزال, شاهدانه یا چوب. در عین حال خودرو سازان شده اند با استفاده از الیاف طبیعی برای چند دهه.

برخی از بالا پایان خودروی سواری و coupes استفاده از این مواد کامپوزیت برای درب های داخلی پانل; موتور داخلی و سر و صدا عایق; و داخلی موتور را پوشش می دهد در میان دیگر استفاده می کند.

بر خلاف فولاد و یا آلومینیوم کامپوزیت های الیاف طبیعی نیست زنگ یا زنگ زدن. آنها همچنین می توانند با دوام و به راحتی تولیدات.

بزرگترین مزایای فیبر تقویت شده با کامپوزیت پلیمر را به اتومبیل های سبک وزن خوب سقوط خواص و سر و صدا و لرزش کاهش فنی.

اما ساخت بیشتر قطعات خودرو از منابع تجدید پذیر یک چالش است. طبیعی الیاف پلیمری مرکب می تواند نرم افزار شکستن و خم شدن. دلایل این شامل خیلی کم کششی خمشی و مقاومت به ضربه در مواد کامپوزیت.

محققان از دانشگاه ژوهانسبورگ در حال حاضر نشان داده است که درخت چنار یک نوع نشاسته ای از موز است امیدوار کننده منبع برای ظهور نوع از مواد کامپوزیت برای صنعت خودرو است. طبیعی درخت چنار الیاف ترکیب شده با نانولوله کربن و رزین اپوکسی به شکل الیاف طبیعی-تقویت شده پلیمری هیبریدی نانوکامپوزیت مواد.

درخت چنار است که در طول سال غذای اصلی محصول در مناطق گرمسیری آفریقا و آسیا و آمریکای جنوبی است. بسیاری از انواع درخت چنار خورده پخته شده.

محققان تولیدات مواد کامپوزیت از رزین اپوکسی تحت درمان درخت چنار الیاف و نانو لوله های کربنی. مقدار مطلوب نانولوله شد 1 ٪ وزن از درخت چنار-اپوکسی رزین ترکیب شده است.

در نتیجه درخت چنار نانوکامپوزيت شد بسیار قوی تر و سخت تر از رزین های اپوکسی در خود را دارد.

کامپوزیت به حال 31 درصد بیشتر کششی و 34 درصد بیشتر استحکام خمشی از رزین های اپوکسی به تنهایی. این نانوکامپوزیت نیز تا به حال 52 درصد بالاتر مدول کششی و 29 درصد بالاتر خمشی مدول از رزین های اپوکسی به تنهایی.

"این هیبریداسیون از درخت چنار با نانولولههای کربنی چند ديواره را افزایش می دهد مکانیکی و حرارتی استحکام کامپوزیت. این افزایش را ترکیبی کامپوزیت رقابتی و جایگزین مواد برای برخی قطعات خودرو می گوید:" پروفسور تین-Chien جن.

پروفسور جن به محقق در مطالعه و رئیس بخش مهندسی مکانیک دانشگاه ژوهانسبورگ.

الیاف طبیعی در مقابل فلزات

تولید قطعات خودرو از منابع تجدید پذیر فواید, می گوید دکتر پاتریک Ehi Imoisili. Dr Imoisili یک پژوهشگر فوق دکترا در دانشکده مهندسی مکانیک دانشگاه ژوهانسبورگ.

"وجود دارد یک روند استفاده از الیاف طبیعی در وسایل نقلیه. دلیل آن این است که طبیعی الیاف کامپوزیت های تجدید پذیر و کم هزینه و کم تراکم. آنها بالا با استحکام و سفتی. فرآیندهای تولید نسبتا امن می گوید:" Imoisili.

"با استفاده از قطعات اتومبیل های ساخته شده از این مواد مرکب می تواند به کاهش جرم از یک وسیله نقلیه. که می تواند در نتیجه بهتر سوخت-بهره وری و ایمنی. این قطعات نه زنگ یا زنگ زدن مثل فلزات. همچنین می توان آنها را سفت و با دوام و به راحتی تولیدات" او می افزاید.

برخی از الیاف طبیعی تقویت شده با کامپوزیت پلیمر در حال حاضر معایب مانند جذب آب پایین و مقاومت در برابر ضربه و حرارت کم مقاومت. صاحبان خودرو می تواند متوجه اثرات مانند ترک خوردگی خم شدن یا تاب برداشتن بخشی ماشین می گوید Imoisili.

آزمون های استاندارد

محققان قرار این درخت چنار نانوکامپوزيت به یک سری از استاندارد های صنعتی آزمایش. این شامل روش آزمون ASTM D638 و D790; تست ضربه با توجه به ASTM A-370 استاندارد و ASTM D-2240.

آزمایشات نشان داد که کامپوزیت با 1% نانولوله تا به حال بهترین قدرت و سفتی در مقایسه با رزین های اپوکسی به تنهایی.

این درخت چنار نانوکامپوزيت همچنین نشان داد بهبود مشخص در میکرو سختی و مقاومت به ضربه و هدایت حرارتی در مقایسه با رزین های اپوکسی به تنهایی.

قالب گیری یک نانوکامپوزيت از الیاف طبیعی

محققان فشرده سازی تولیدات یک تست استرس شی'. آنها با استفاده از 1 بخشی غیر قابل خوردن درخت چنار الیاف 4 بخش رزین اپوکسی و چند جداره نانولوله های کربنی. اپوکسی رزین و نانولوله آمد از تجاری تامین کنندگان. اپوکسی شبیه به رزین است که تولید کنندگان خودرو استفاده در برخی از قطعات خودرو.

این درخت چنار الیاف آمد از " تنه " یا شبه ساقه درخت چنار گیاهان در منطقه جنوب غربی نیجریه است. شبه ساقه تشکیل شده و محکم-با هم تداخل دارند ،

محققان درمان الیاف درخت چنار با فرآیندهای مختلف. این فرایند اولین بار است که یک روش باستانی برای جدا کردن الیاف گیاهی از ساقه به نام آب-retting.

در فرایند دوم الیاف خیس می شد در 3% caustic soda راه حل برای 4 ساعت. پس از خشک کردن الیاف بودند تحت درمان با فرکانس بالا تابش از 2.45 GHz در 550W برای 2 دقیقه.

این سودا و مایکروویو درمان بهبود چسبندگی بین درخت چنار الیاف و رزین های اپوکسی در نانوکامپوزيت.

بعدی محققان پراکنده نانوتيوبها در اتانول برای جلوگیری از 'bunching" از لوله های کامپوزیت. پس از آن درخت چنار الیاف نانولوله و اپوکسی رزین ترکیب شدند داخل قالب. قالب شد و سپس فشرده با یک بار به مدت 24 ساعت در دمای اتاق.

محصول غذایی در مقابل مواد اولیه صنعتی

درخت چنار است که در مناطق گرمسیری در سراسر جهان است. این شامل مکزیک و فلوریدا و تگزاس در آمریکای شمالی; برزیل, هندوراس, گواتمالا در جنوب و آمریکای مرکزی; هند و چین و آسیای جنوب شرقی.

در غرب و مرکز آفریقا کشاورزان رشد درخت چنار در کامرون غنا و اوگاندا و رواندا نیجریه و ساحل عاج و بنین.

با استفاده از زیست توده از عمده غذای اصلی محصولات می تواند ایجاد مشکلات در امنیت غذایی برای افراد کم درآمد. علاوه بر صنعت خودرو خواهد نیاز به دسترسی به منابع قابل اعتماد از الیاف طبیعی برای افزایش استفاده از کامپوزیت های الیاف طبیعی.

در مورد سایه بالقوه تنش بین امنیت غذایی و صنعتی استفاده برای مواد کامپوزیت پایین هستند. دلیل این است که درخت چنار کشاورزان دور شبه ساقه به عنوان کشت ضایعات پس از برداشت.

###

مصاحبه: برای ایمیل مصاحبه یا سوال تماس بگیرید,,,, Dr پاتریک Ehi Imoisili در pimoisini@uj.ac.za.

این پژوهش با حمایت مالی از این دانشگاه کمیته تحقیقات دانشگاه ژوهانسبورگ و بنیاد ملی تحقیقات آفریقای جنوبی.