Ανάπτυξη νέων πολυλειτουργικών δομικών σύνθετων υλικών με ενίσχυση πολλαπλής κλίμακας για βελτιωμένη θραυστομηχανική συμπεριφορά

Η χρήση νανο-σωματιδίων ως ενισχυτική φάση της μήτρας Ινωδών Σύνθετων Υλικών (ΙΣΥ) οδηγεί σε Σύνθετα Υλικά (ΣΥ) με ενίσχυση πολλαπλής κλίμακας. Η ινώδης ενίσχυση στη μίκρο/μάκρο κλίμακα καθορίζει τη μακροσκοπική μηχανική συμπεριφορά των ΣΥ ενώ η ενίσχυση στη νανο-κλίμακα βελτιώνει τη θραυστο-μηχανική συμπεριφορά των ΣΥ εισάγοντας συμπληρωματικούς μηχανισμούς απορρόφησης ενέργειας κατά τη θραύση, προσδίδοντας βελτιωμένη ανοχή στη βλάβη. Την τελευταία δεκαετία έχει παρατηρηθεί ότι η εισαγωγή νανο-σωματιδίων άνθρακα στη μήτρα ΣΥ βελτιώνει σημαντικά τις ηλεκτρικές και θερμικές ιδιότητες των ΣΥ συμβάλλοντας σημαντικά στην ενίσχυση της πολυ-λειτουργικότητάς τους. Στη παρούσα διδακτορική διατριβή αναπτύχθηκαν δομικά ΣΥ με ενίσχυση ινών άνθρακα και πολυμερή μήτρα τροποποιημένη με διάφορα γραφιτικά νανο-σωματίδια (Gr-CFRP). Πιο συγκεκριμένα, χρησιμοποιήθηκαν πολυστρωματικά γραφένια 4, 12 και 25 γραφιτικών επιπέδων καθώς και οξείδια του γραφενίου σε διάφορες περιεκτικότητες ώστε να επιτευχθεί ενίσχυση πολλαπλής κλίμακας. Επιπλέον, μελετήθηκε η ανάπτυξη διαδικασιών επεξεργασίας και παραγωγής Gr-CFRP ενώ παράλληλα διερευνήθηκε η πολυ-λειτουργικότητά τους. Αρχικά, πραγματοποιήθηκε διερεύνηση της καταλληλότερης περιεκτικότητας και του τύπου των νανο-σωματιδίων γραφενίου στο υλικό της πολυμερούς μήτρας σε ΙΣΥ μέσω της μελέτης της θραυστο-μηχανικής συμπεριφοράς των νανο-ενισχυμένων ΙΣΥ σε συνθήκες θραύσης τύπου Ι και ΙΙ καθώς και μέσω της θερμικής και ηλεκτρικής τους αγωγιμότητας. Εν, συνεχεία αναπτύχθηκαν ΙΣΥ τροποποιημένα ταυτόχρονα με νανο-σωματίδια γραφενίου και νανο-σωλήνες άνθρακα προκειμένου να μελετηθεί αρχικά η συνεισφορά των πλεονεκτημάτων των νανο-σωματιδίων στη πολυ-λειτουργικότητα του τελικού συνθέτου καθώς και το ενδεχόμενο συνέργειας μεταξύ τους για τη βελτίωση των θραυστο-μηχανικών ιδιοτήτων. Τέλος ακολούθησε ανάλυση της μικρο-δομής των υλικών έχοντας ως στόχο την αναγνώριση και ανάδειξη των μηχανισμών απορρόφησης ενέργειας.

Author dc:creator

• Κωσταγιαννακοπούλου, Χριστίνα

Contributors dc:contributor

• Κωστόπουλος, Βασίλης
• Kostagiannakopoulou, Christina
• Παπανικολάου, Γεώργιος
• Ψαρράς, Γεώργιος
• Πολύζος, Δημοσθένης
• Ματίκας, Θεόδωρος
• Λούτας, Θεόδωρος
• Τσερπές, Κωνσταντίνος

• Γραφένιο
• Πολυ-στρωματικά γραφένια
• Ινώδη σύνθετα υλικά
• Θραυστο-μηχανικές ιδιότητες
• Θερμική αγωγιμότητα
• Ηλεκτρική αγωγιμότητα
• Πολυ-λειτουργικότητα
• 620.118 3
• Graphene
• Graphene nano-platelets
• CFRP
• Fracture toughness
• Thermal conductivity
• Electrical conductivity
• Multi-functionality

Statement dc:rights

• 0

Language dc:language

gr

Handle dc:identifier

http://hdl.handle.net/10889/11108

OAI identifier oai:identifier

oai:nemertes.library.upatras.gr:10889/11108