Tek yönlü Kumaşlar Testleri esneklik: Kılcal Parametrelerinin Ölçümleri Sıvı Kompozit Kalıp Süreçlerinde Kılcal Basınç değerlendirin

Bu prosedürün genel amacı, sıvı kompozit kalıplama süreçlerinin tasarımı için gerekli olan fiber kılcal basınç değerlerini değerlendirmektir. Bu yöntem, sıvı kompozit kalıplama süreçleri ile kompozit imalatı alanında, büyük ve karmaşık kompozit parçalarda boşluk ve kuru nokta oluşumuyla ilgili temel bir sorunun yanıtlanmasına yardımcı olabilir. Bu tekniğin avantajı, standart bir tensiyometre ve kompozitler için her türlü takviye malzemesi ile kullanılabilmesidir.

Bu prosedürü, Ecole Mines Saint-Etienne'deki George Friedel Laboratuvarı'nda doktora öğrencisi olan Monica Francesca Pucci gerçekleştirecek. Numune hazırlama işlemine başlamak için, kumaştan dokuma yönüne dik, 20 milimetre genişliğinde ve %40 fiber hacmine sahip bir şerit kesin. Şeridi, her yerinden eşit şekilde sarıldığından emin olarak sıkı bir silindir haline getirin. Numuneyi kalınlığı 0.1 milimetreyi geçmeyen bir filtre kağıdına sarın.

Kumaşın, filtre kağıdı aracılığıyla tutucudan homojen bir şekilde ayrıldığından emin olarak numuneyi dikkatlice numune tutucuya yerleştirin. Kumaş numunesini piston altında sıkıştırmak için numune tutucu kapaklarını vidalayın. Kumaş numunesini hazırladıktan sonra, numune tutucuyu tensiyometreye sabitleyin.

70 milimetre genişliğinde bir borosilikat cam kabı 12 milimetre yüksekliğe kadar n-hekzan ile doldurun. Kabı tensiometre yükseltme platformuna yerleştirin. Tensiometre yazılımında, sıvı kabı taşıma hızını 0,5 milimetre/saniye ve yüzey algılama eşiğini sekiz miligram olarak ayarlayın.

Ardından, emme testini başlatın. Sıvı numuneye temas ettiğinde, cihaz yazılımı üzerinden zamanla meydana gelen sıvı kütle artışını izleyin. Kütlede daha fazla artış görülmeyerek sıvının numunenin üst kısmına ulaştığı anlaşıldığında testi sonlandırın.

Sicking eğrisinin doğrusal segmentini Washburn denklemi ile uydurun. Ardından, ilerleyen temas açısı için sıfır dereceyi kullanarak geometrik sabiti belirleyin. Numune tutucuyu ve heksan kabını tensiyometreden çıkarın.

Numune tutucuyu açın ve kumaş numunesini çıkarın. Ardından, numune tutucuyu 30 saniye boyunca sulfochromic asit içine daldırın. Numune tutucuyu distile su ile durulayın ve basınçlı hava akımı altında kurutun.

Filtre kağıdına sarılmış, özdeş bir rulo kumaş numunesi hazırlayın. Ardından, ilerleyen temas açısı ölçümü için bunu temiz ve kuru numune tutucuya yerleştirin. Numune tutucuyu kapatın.

12 mm derinliğe kadar suyla doldurulmuş 70 mm genişliğinde borosilikat cam bir kabı tensiometreye yerleştirin. Ardından numune tutucuyu tensiometreye sabitleyin. Tensiometre parametrelerini ayarlayın ve emilme testini gerçekleştirin.

Önceden hesaplanmış geometrik faktörü kullanarak emilme eğrisini Washburn denklemine uydurun. Ardından ilerleyen temas açısını belirleyin. Numune tutucuyu çıkarın ve sülfokromik asit ile distile su kullanarak temizleyin.

Ve tutucuyu basınçlı hava ile kurulayın. Örnek tutucudan ve filtre kağıdından gelen sıvı ağırlığı katkısını değerlendirmek için kontrol olarak örnek tutucuya bir parça filtre kağıdı yerleştirin. Örnek tutucuyu tensiyometredeki heksan içeren bir kaba sabitleyin.

Sicking testi gerçekleştirin ve eğriyi Washburn denklemine uydurun. Kareli kütle artışını önceki hekzan testi değerinden çıkarın. Geometrik sabiti, filtre kağıdı ve numune tutucunun sıvı emilimi nedeniyle oluşan kütle artışına göre düzeltin.

Numune tutucuyu temizleyin ve başka bir filtre kağıdı parçası yerleştirin. Numune tutucuyu tensiyometredeki bir su kabına yerleştirin. Emilme testini gerçekleştirin ve eğriyi Washburn denklemine uydurun.

Kare kütle artış değerini önceki su testi değerinden çıkarın ve ilerleyen temas açısını düzeltin. Karbon kumaş bu prosedürle değerlendirilmiştir. Hem heksan hem de su testlerinde, emilim eğrisi doğrusaldır.

Görünür ilerleyen temas açısı ve geometrik faktörden belirlenen değerler kullanılarak kılcal basınç belirlenebilir. İşlenmiş ve işlenmemiş keten kumaşlar heksan ile değerlendirildiğinde, her iki kumaş da emilimde doğrusal bir eğilim göstermiştir. Ancak su ile değerlendirildiğinde, işlenmemiş keten numuneler doğrusal bir eğilim izlememiş ve bu durum ilerleyen temas açısının belirlenmesini engellemiştir.

Bu fark, işlem görmemiş liflerin sicking işlemi sırasında şişmesine ve bunun nihai denge ağırlığı ile sicking hızını etkilemesine bağlanmıştır. İşlem görmemiş ketende kılcal basıncı belirlemek için şişmeyi hesaba katan modifiye edilmiş bir Washburn denklemi kullanılmıştır. Bu videoyu izledikten sonra, sıvı kompozit kalıplama yöntemleriyle üretilen kompozit parçalarda boşluk oluşumunu veya kuru bölgeleri önlemek amacıyla kılcal basıncın nasıl tahmin edileceği konusunda iyi bir anlayışa sahip olmalısınız.

Bu teknik uzmanlaşıldığında, doğru şekilde uygulandığı takdirde 30 dakika içinde tamamlanabilir. Bu prosedür uygulanırken lif yönelimine dikkat etmek önemlidir. Kumaş takviyelerin ototrofisi ile kılcal etkilerin ototrofisi arasındaki etkileşim gibi ek soruları yanıtlamak için, bu prosedürün ardından diğer lif yönünde de testler gerçekleştirilebilir.

Bu gelişmenin ardından, bu teknik, hibrit kompozitlerdeki kapiler basınç sıçramalarını araştırmak amacıyla kapiler etki karakterizasyonu alanındaki çalışmalara yol açmıştır. Sülfokromik asit ile çalışmanın son derece tehlikeli olabileceğini unutmayın. Bu prosedür uygulanırken uygun havalandırma, eldiven ve koruyucu gözlük gibi önlemler her zaman alınmalıdır.