Новости космоса и технологий. » Нанотехнологии » Адаптация интерфейса нанокомпозита с графеном для достижения высокой прочности и ударной вязкости

Адаптация интерфейса нанокомпозита с графеном для достижения высокой прочности и ударной вязкости

Опубликовал: Admin, 28-10-2020, 01:01, Нанотехнологии, 52, 0

Адаптация интерфейса нанокомпозита с графеном для достижения высокой прочности и ударной вязкости

Слабое межфазное взаимодействие между нанонаполнителями и матричными нанокомпозитами во время разработки материалов привело к тому, что усиливающие эффекты нанонаполнителя оказались намного ниже теоретически предсказанных значений. В новом отчете опубликовано Успехи науки , Ниннинг Сонг и группа ученых с факультета механической и аэрокосмической техники Университета Вирджинии, США, продемонстрировали в графеновой оболочке. карбид бора (B 4 C) нанопроволоки (B 4 C-NW @ графен). Конструкции обеспечивали исключительную дисперсию нанопроволок в матрице и способствовали превосходному связыванию нанопроволоки с матрицей. Б 4 C-NWs @ graphene создает армированные эпоксидные композиты и демонстрирует одновременное повышение прочности, модуля упругости и пластичности. Используя графен для настройки составных интерфейсов, Сонг и др. эффективно использовали нанонаполнители для увеличения эффективности передачи нагрузки в два раза. Они использовали моделирование молекулярной динамики чтобы разблокировать механизм самосборки при сдвиговом перемешивании конструкции графен /нанопроволока. Недорогой метод открывает новый путь к разработке прочных и жестких нанокомпозитов для улучшения интерфейсов и обеспечения эффективной передачи высоких нагрузок.

Нанонаполнители - нанопроволоки и наночастицы

Нанонаполнители, в том числе нанопроволоки и наночастицы могут иметь гораздо большую удельную поверхность, чем микронаполнители. Теоретически они поэтому предлагают идеальное усиление для исключительного повышения прочности и ударной вязкости суставов. Однако в материаловедении и инженерии нанокомпозиты по-прежнему выполняют это обещание из-за слабой межфазной связи между наполнителями и матрицей. Карбид бора (B 4 C) - третий самый твердый материал, известный в природе, часто известный благодаря его ключевые физико-механические свойства. Однако при использовании в качестве армирующего материала в нанокомпозитах B 4 Нанопроволоки C (B 4 C-NW) сами по себе не проявляют усиливающего эффекта из-за его слабой дисперсии в матрице и из-за слабой межфазной связи. В результате важно разработать интерфейсы нанокомпозитов, чтобы полностью реализовать их потенциал. Из множества подходит в игре и ранее исследовал в материаловедении и наноматериалах Song et al. сообщить о технике проектирования графеновых интерфейсов. В этом механизме приклеили Б 4 C-NW с графеном для исключительно повышения прочности и ударной вязкости получаемого материала. Они превратили листы высококачественного графена в графит и одновременно обернули их на B 4 C-NW путем сдвигового перемешивания для получения B 4 C-NWs @ графеновые конструкции.


Синтез B 4 C-NWS @ graphene конструирует

Song et al. сначала вырос B 4 C-NWS равномерно на поверхности ткани из углеродного волокна через типичный пар-жидкость-твердое тело , где хлопок служил источником углерода, а порошки аморфного бора - источником бора, рядом с катализатором . Команда отделилась от B 4 C-NWS от подложки с помощью ультразвуковых колебаний и изучили состояния химической связи в материале с помощью Рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия (XPS) для подтверждения производства высококачественного B 4 C-NW. Чтобы затем напрямую синтезировать и самостоятельно собрать B 4 C-NWs @ graphene, Song et al. смешанные порошки графита и Б 4 C-NW. Затем с помощью просвечивающая электронная микроскопия (ПЭМ) они показали, как графит успешно расслоился до графена, в то время как B 4 C-NWS в смеси остался нетронутым. Во время процедуры синтеза листы графена одновременно самоорганизовывались на B 4 C-NWs поверхность. Использование обоих Просвечивающая электронная микроскопия высокого разрешения (HRTEM) и соответствующий быстрое преобразование Фурье (БПФ), Song et al. подтвердила самосборку графена на B 4 C-NW с высоким качеством, сохраняя при этом однослойность и многослойность.

Характеризуя Б 4 C-NWs @ graphene конструирует

Ученые диспергировали B4C-NWs @ графен на эпоксидных нанокомпозитах и ​​провели испытания на трехточечный изгиб композитов и эпоксидных материалов. По сравнению с образцами необработанной эпоксидной смолы B 4 Перед разрушением графеновые нанокомпозиты C-NWs подверглись большей пластической деформации. Результаты показали, как графен усиливает связь между B 4 C-NW и эпоксидная матрица в качестве межфазного агента, в то время как ряд механизмов, облегчающих изгиб, совместно способствовали повышению прочности B 4 C-NWs @ графеновые композиты. Таким образом, графен обеспечивает лучшую дисперсию нанонаполнителей в матрице, обеспечивая улучшенную передачу нагрузки и увеличение прочности и вязкости суставов. Чтобы лучше понять качество дисперсии B 4 Конструкции C-NWs @ graphene, Song et al. рассчитал теоретический модуль упругости композитов. Результаты показали, что композиты сохраняют исключительную прочность и ударную вязкость по сравнению с другими композитами сообщается в литературе .

Таким образом, Ниннин Сонг и его коллеги использовали графеновые листы, чтобы настроить интерфейс между B 4 C-NW и эпоксидные материалы. Команда синтезировала нанокомпозитный материал (B 4 C-NWs @ graphene) путем сдвигового смешивания порошков графена и B 4 C-NW в разбавленной воде. Полученная суспензия показала гомогенную дисперсию в воде и эпоксидных материалах для повышения эффективности передачи нагрузки при одновременном улучшении механических характеристик композитов. Этот недорогой и эффективный метод обертывания графеном откроет новые пути для разработки прочных и прочных нанокомпозитов с приложениями в медицине, фармакологии и доставке лекарств, что позволит использовать графен обернутые наночастицы для преодоления насосов оттока и устойчивости к лекарствам.


Источник


У данной публикации еще нет комментариев. Хотите начать обсуждение?

Написать комментарий
Имя:*
E-Mail:
Введите код: *
Кликните на изображение чтобы обновить код, если он неразборчив


Поиск по сайту
Полезные ссылки
Оцените работу сайта

TEHNONEWS

Новости космоса технологий нанотехнологий физики и химии