Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/10889/14990
Title: Ανάπτυξη ινωδών συνθέτων υλικών με ενίσχυση νανοσωματιδίων και μελέτη της πολυλειτουργικότητάς τους
Other Titles: Development of fiber composite materials with nano-particles enhancement and the investigation of these materials multi-functionality
Authors: Κουρέτας, Ιωάννης
Keywords: Σύνθετα υλικά
Νανοσωματίδια
Keywords (translated): Composite materials
Nanoparticles
Abstract: Σκοπός της εργασίας είναι η ανάπτυξη Ινωδών Συνθέτων Υλικών με ενίσχυση Νανοσωματιδίων και η μελέτη της πολυλειτουργικότητάς τους. Τα υλικά αυτά έχουν ως βάση προ-εμποτισμένες σε πολυμερική ρυτίνη ίνες (prepreg) και η ενίσχυση με νανοσωματίδια γίνεται μέσω της διαδικασίας εναπόθεσης σκόνης. Ώς φορείς της νανοενίσχυσης χρησιμοποιήθηκαν θερμοπλαστικά πολυμερή τα οποία και αξιολογούνται μέσω των ποιοτικών χαρακτηριστικών και των ιδιοτήτων των νέων συνθέτων υλικών που κατασκευάστηκαν. Η διαδικασία της εναπόθεσης της σκόνης τοποθετείται ανάμεσα στην προμήθεια των πρώτων υλών (προ-εμποτισμένες ίνες) και στην κατασκευή των συνθέτων. Συνδυάζει τις προ-εμποτισμένες ίνες (prepreg) και την θερμοπλαστική σκόνη που περιέχει την νανοενίσχυση και έχει ως αποτέλεσμα την δημιουργία ενός νέου υλικού το οποίο έχει το πλεονέκτημα ότι μπορεί να χρησιμοποιηθεί ακριβώς όπως ένα συμβατικό prepreg. Η παρούσα εργασία χωρίζεται σε 3 στάδια. Κάθε ένα από αυτά προσπαθεί να απαντήσει και σε διαφορετικά ερωτήματα. Το στάδιο της Εξοικείωσης πραγματεύεται τις παραμέτρους της διαδικασίας, την επιλογή των κατάλληλων αναλώσιμων, και την διαδικασία πολυμερισμού μέσω της ποιότητας των πλακών που κατασκευάστηκαν. Στο στάδιο της Αξιολόγησης δοκιμάζονται διάφορα σενάρια με διαφορετική θερμοπλαστική σκόνη φορέα και διαφορετικές ποσότητες αυτής και αξιολογείται τόσο η διαδικασία εναπόθεσης και κατασκευής των συνθέτων αλλά και η απόδοση αυτών σε διαφορετικές κατηγορίες δοκιμών. Το στάδιο της Επαλήθευσης έχει σκοπό την επιβεβαίωση των ιδιοτήτων ενός σεναρίου που επιλέχθηκε από αυτά του προηγούμενου σταδίου μέσω της επαναληψιμότητας των αποτελεσμάτων καθώς και την τυποποίηση της διαδικασίας. Τα αποτελέσματα εμφανίζουν μια αξιοπρόσεκτη συμπεριφορά, καθώς διαπιστώθηκε ότι οι ηλεκτρικές ιδιότητες βελτιώθηκαν σημαντικά χωρίς να παρουσιάζεται υποβάθμιση στις θερμικές ιδιότητες και στην θερμομηχανική σταθερότητα του υλικού. Tέλος οι μηχανικές ιδιότητες παρέμειναν εντός των αρχικών προδιαγραφών σε όλες τις περιπτώσεις και παρουσίασαν μικρή αύξηση σε κάποιες από αυτές.
Abstract (translated): The purpose of the present master thesis was the development of Fiber Composite Materials with nano-particles enhancement and the investigation of these materials multi-functionality. The base material is a fibrous material pre-impregnated with a polymeric resin (prepreg) and the Powder Scattering process is used as a tool for the nano-enhancement of the prepreg materials. Thermoplastic polymers are used as nanoparticle carriers and are assessed through the quality characteristics and the properties of the composite materials produced. The Powder Scattering Process is introduced between the raw material provision (prepreg) and the production of the composite parts. The process combines the prepreg and a thermoplastic carrier phase containing the nano-sized material into a single form. Then the nano-treated material is processed into nano-enhanced composite following the conventional prepreg production process. The thesis is broken down in three development phases. Each development phase attempts to answer to different questions. The Familiarization phase addresses the processing parameters, the consumables selection and the curing process based on the quality of the produced plates. Screening Phase addresses all three directions (scattering, processing and performance) through the production of a series of scenarios with different thermoplastic carriers and quantities of dispersed powders. Finally, the validation phase addresses the performance and processing verification of one selected scenario from the previous phase. The results for the composites produced are promising related to enhanced electrical conductivity while keeping thermal performance and thermomechanical stability almost unaffected. The mechanical properties where also stable with a small increase compared to the values of the initial material in interlaminar fracture tests.
Appears in Collections:Τμήμα Φυσικής (ΜΔΕ)

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
KOURETAS IOANNIS - MASTER THESIS 2020 v4.pdf4.5 MBAdobe PDFView/Open


Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.