Echipa de la Universitatea din Tennessee dezvoltă o nouă metodă de a vizualiza și prezice defectele cauciucului

Knoxville, TN – O nouă metodă de a asigura consistența și calitatea în fabricarea cauciucului, dezvoltată de o echipă de cercetare de la Universitatea din Tennessee, Knoxville și Eastman, este probabil să arate un impact în lumea reală asupra durabilității materialelor și durabilității produselor precum mașina. cauciucuri.

Pe măsură ce consumatorii din SUA și din întreaga lume sunt din ce în ce mai stimulați către vehiculele electrice și departe de dependența de combustibili fosili, actualii utilizatori de vehicule electrice au descoperit o problemă neașteptată de întreținere. Datorită combinației dintre greutatea mai mare și cuplul mai mare, vehiculele electrice pun mai multă presiune asupra anvelopelor standard, determinându-le să se degradeze cu 30% mai rapid decât anvelopele vehiculelor cu ardere internă.

Profesorul Fred N. Peebles de la UT și președintele de excelență al IAMM Dayakar Penumadu, împreună cu studentul absolvent de inginerie electrică Jun-Cheng Chin, cercetătorul postdoctoral Stephen Young și trei oameni de știință Eastman, au publicat recent cercetări menite să rezolve una dintre cele mai comune provocări ale producției de cauciuc: identificarea defectelor în material.

Cauciucul conține aditivi precum oxidul de zinc și sulful care lucrează pentru a îmbunătăți rezistența, elasticitatea și alte trăsături favorabile. Atunci când ingredientele nu sunt distribuite uniform într-un produs din cauciuc, cum ar fi o anvelopă de mașină, materialul va conține defecte care fac ca produsul să se degradeze prematur.

„Dacă componente precum sulful nu se dispersează bine, se generează puncte dure localizate”, a spus Penumadu. „Acele lucruri dure atrage o mulțime de solicitări mecanice și termice, făcând materialul să se degradeze prematur.”

Chiar și un defect de lățimea unui păr uman poate reduce durata de viață a unei componente mari de cauciuc, cum ar fi o anvelopă de mașină.

„Aceasta duce la siguranță și impact economic”, a spus Penumadu.

Identificarea și studierea unor astfel de defecte - un domeniu cunoscut sub numele de mecanica fracturilor - este esențială pentru înțelegerea modului în care va funcționa materialul. Totuși, găsirea unor astfel de defecte înainte de a provoca probleme este o problemă care afectează de mult industria cauciucului.

„Abordarea actuală a industriei este de a tăia o mostră mică de cauciuc, apoi de a o observa la microscop optic”, a spus Penumadu. „Nu numai că este plictisitor și distructiv, ci și nesigur. Vă cere să ghiciți în prealabil unde, într-un eșantion opac, trebuie să verificați dacă există inconsecvențe.”

În plus, microscoapele optice nu pot face diferența între componentele din cauciuc - de exemplu, sulful și oxidul de zinc apar ambele ca pete albe.

Echipa lui Penumadu a depășit această problemă trecând de la analiza optică la tomografia computerizată cu raze X. Razele X care trec prin eșantion sunt împrăștiate și absorbite diferit în funcție de materialele pe care le lovesc. Apoi, un computer reconstruiește un model digital 3D al interiorului cauciucului.

„Acesta este un punct foarte important”, a spus Penumadu. „XCT ne permite să vedem interiorul materialului în mod neinvaziv și putem vedea de fapt distribuția fiecărei componente.”

Aplicarea acestei noi metode crește capacitatea industriei de cauciuc de a vedea și de a prezice defectele și va duce în cele din urmă la o calitate mai consistentă și produse din cauciuc de durată mai lungă.

În octombrie, echipa a primit Premiul de Excelență în Publicare 2021 de la Journal of Rubber Chemistry and Technology pentru lucrarea revoluționară, „Sulfur Dispersion Quantitative Analysis in Elastomeric Tire Formulations by Using High Resolution X-Ray Computed Tomography”, care discută despre noua metodă XCT și constatările cercetării lor.

#piese din cauciuc, #produs din cauciuc, #garnitură din cauciuc, #garnitură din cauciuc, #burduf din cauciuc, #piesă cauciuc personalizată, #piese cauciuc auto, #compus cauciuc, #bucșă din cauciuc #Piese din cauciuc siliconic, #piese din cauciuc personalizate, #furtun din cauciuc