Πιεζοηλεκτρική και μηχανική συμπεριφορά σύνθετων υλικών οπλισμένων με ίνες υάλου και ενισχυμένων με νανοσωλήνες άνθρακα στην πολυμερική μήτρα - Λαζαρίδου, Ιλόνα (2015)
Σκοπός της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι η μελέτη των μηχανικών και ηλεκτρικών ιδιοτήτων των σύνθετων υλικών οπλισμένων με ίνες υάλου και ενισχυμένων με πολυφλοιϊκούς νανοσωλήνες άνθρακα στην πολυμερική μήτρα για την ανάπτυξη καινοτόμων μεθόδων παρακολούθησης της δομικής ακεραιότητας των εν λόγω υλικών. Για την παρασκευή των υλικών χρησιμοποιήθηκαν φύλλα τύπου 1543 S2 style 6781 WOVEN FIBERGLASS FABRIC, εποξειδική ρητίνη μικρού ιξώδες η οποία είναι τυπική για αεροναυπηγικές κατασκευές και πολυτοιχωματικοί νανοσωλήνες άνθρακα. Η παραγωγή των δοκιμίων πραγματοποιήθηκε στην Ελληνική Αεροπορική Βιομηχανία με την μέθοδο έγχυσης ρητίνης (Liquid Resin Infusion) υπό συνθήκες κενού. Χρησιμοποιήθηκαν δοκίμια με τρεις διαφορετικές περιεκτικότητες νανοσωλήνων άνθρακα (0.50, 0.75, 3.00 % κβ) και δοκίμια συνθέτου υλικού αναφοράς δίχως νανοσωλήνες άνθρακα για λόγους σύγκρισης. Διεξήχθησαν δοκιμές στατικού μονοαξονικού εφελκυσμού, προοδευτικής συσσώρευσης βλάβης (εφελκυσμού μονοαξονικής φόρτισης-αποφόρτισης) και κόπωσης με σταθερό εύρος τάσης. Στα πειράματα προοδευτικής συσσώρευσης βλάβης και κόπωσης με σταθερό εύρος τάσης παράλληλα με την μεταβολή του επιβαλλόμενου μηχανικού φορτίου πραγματοποιήθηκε και παρακολούθηση της ηλεκτρικής αντίστασης της επιφάνειας των δοκιμίων.Τα αποτελέσματα της παρούσας εργασίας έδειξαν ότι η προσθήκη νανοσωλήνων άνθρακα στην εποξειδική ρητίνη οδηγεί σε σύνθετα υλικά με αρκετά βελτιωμένες μηχανικές και ηλεκτρικές ιδιότητες σε σχέση με την καθαρή ρητίνη. Τέλος από τις μετρήσεις της ηλεκτρικής αντίστασης που πραγματοποιήθηκαν, παράλληλα με την μεταβολή του εφαρμοζόμενου μηχανικού φορτίου κατά τα πειράματα προοδευτικής συσσωρευμένης βλάβης καθώς και στα πειράματα της κόπωσης του υλικού παρατηρήθηκε άμεση μεταβολή της ηλεκτρικής αντίστασης του σύνθετου υλικού στις αλλαγές του εφαρμοζόμενου μηχανικού φορτίου. Αυτό μας οδηγεί στο γεγονός ότι οι νανοσωλήνες άνθρακα μπορεί να χρησιμοποιηθούν ως ενσωματωμένα αισθητήρια παρακολούθησης της δομικής ακεραιότητας του ιδίου του υλικού.