A Tennessee Egyetem csapata új módszert fejleszt ki a gumi hibáinak megtekintésére és előrejelzésére

Knoxville, TN – A Tennessee, Knoxville és Eastman Egyetem kutatócsoportja által kifejlesztett új módszer a gumigyártás konzisztenciájának és minőségének biztosítására, és valószínűleg valós hatást fog mutatni az anyagok fenntarthatóságára és tartósságára olyan termékek esetében, mint például az autók. gumiabroncsok.

Ahogy az Egyesült Államokban és világszerte a fogyasztókat egyre jobban ösztönzik az elektromos járművekre, és távolodnak a fosszilis tüzelőanyagoktól, a jelenlegi elektromos járművek felhasználói váratlan karbantartási problémát fedeztek fel. A nagyobb tömeg és a nagyobb nyomaték kombinációja miatt az elektromos járművek nagyobb nyomást gyakorolnak a szabványos abroncsokra, így azok 30%-kal gyorsabban romlanak, mint a belsőégésű járművek abroncsai.

Az UT Fred N. Peebles professzora és az IAMM kiválósági elnöke, Dayakar Penumadu, valamint Jun-Cheng Chin elektromérnöki végzős hallgató, Stephen Young posztdoktori kutató és három Eastman tudós nemrég publikált kutatást, amelynek célja a gumigyártás egyik leggyakoribb kihívásának megoldása: a hibák azonosítása. az anyagban.

A gumi olyan adalékanyagokat tartalmaz, mint a cink-oxid és a kén, amelyek javítják az erőt, a rugalmasságot és más kedvező tulajdonságokat. Ha az összetevők nem egyenletesen oszlanak el egy gumitermékben, például egy autógumiban, az anyag olyan hibákat tartalmazhat, amelyek a termék idő előtti lebomlását okozzák.

"Ha az olyan összetevők, mint a kén, nem oszlanak el jól, az helyi kemény foltokat generál" - mondta Penumadu. "Ez a kemény anyag sok mechanikai és termikus igénybevételt vonz, ami miatt az anyag idő előtt lebomlik."

Még egy emberi hajszál szélességű hiba is csökkentheti egy nagy gumialkatrész, például egy autógumi élettartamát.

"Ez biztonsági és gazdasági hatásokhoz vezet" - mondta Penumadu.

Az ilyen hibák azonosítása és tanulmányozása – a törésmechanika néven ismert terület – kritikus fontosságú az anyag teljesítményének megértéséhez. Márpedig az ilyen hibák megtalálása, mielőtt problémákat okoznának, olyan probléma, amely régóta sújtja a gumiipart.

"A jelenlegi iparági megközelítés az, hogy kivágnak egy kis gumimintát, majd optikai mikroszkóp alatt megfigyelik" - mondta Penumadu. „Ez nemcsak unalmas és pusztító, hanem megbízhatatlan is. Ehhez előre ki kell találnia, hogy egy átlátszatlan mintán hol kell ellenőriznie az ellentmondásokat.”

Ezenkívül az optikai mikroszkópok nem tudnak különbséget tenni a gumi alkatrészek között – például a kén és a cink-oxid egyaránt fehér foltként jelenik meg.

A Penumadu csapata úgy oldotta meg ezt a problémát, hogy az optikai elemzésről átállt a röntgen-számítógépes tomográfiára. A mintán áthaladó röntgensugarak a becsapódó anyagoktól függően eltérően szóródnak és nyelődnek el. Ezután egy számítógép rekonstruálja a gumi belsejének digitális 3D-s modelljét.

„Ez egy nagyon fontos pont” – mondta Penumadu. "Az XCT lehetővé teszi, hogy nem invazív módon lássuk az anyag belsejét, és valójában láthatjuk az egyes komponensek eloszlását."

Ennek az új módszernek az alkalmazása növeli a gumiipar azon képességét, hogy észrevegye és előre jelezze a hibákat, és végső soron egyenletesebb minőségű és hosszabb élettartamú gumitermékekhez vezet.

Októberben a csapat megkapta a Journal of Rubber Chemistry and Technology 2021. évi Publikációs Kiválósági Díját a „Sulfur Dispersion Quantitative Analysis in Elastomer Tire Formulations by Using High Resolution X-Ray Computed Tomography” című, úttörő tanulmányukért, amely az új XCT módszert és kutatási eredményeiket.

#gumialkatrészek、#gumitermék、#gumi tömítés、#gumi tömítés、#gumi fújtató、#egyedi gumialkatrész、 #autógumi alkatrészek、#gumikeverék、#gumipersely#szilikon gumialkatrészek、#Egyedi szilikon alkatrészek、#gumitömlő