Neuste Ergebnisse

(1) Eine neuartige Gleichung zur genauen Vorhersage der Leitfähigkeit der ternären Verbundstoffe (Composites Science and Technology, 150, 24-31.)

Das binäre CPC-System mit nur einem Kohlenstoff-Füllstoff kann bereits detailliert beschrieben werden, jedoch war die Vorhersage der Leitfähigkeit des ternären CPC-Systems aufgrund der Wechselwirkung zwischen zwei leitfähigen Füllstoffen immer eine Herausforderung.

In unserer jüngsten Arbeit wurde ein Parameter vorgeschlagen, um diese Wechselwirkung als Synergie zu beschreiben, und die vollständige Gleichung kann verwendet werden, um die Leitfähigkeit der ternären Verbundstoffe PMMA / CB / CF präzise vorherzusagen. Fig. 1 (A) zeigt den Logarithmus der Leitfähigkeit des Verbundfilaments gegenüber dem Füllstoffvolumenanteil von CFs und CB in einem Wasserfalldiagramm. Fig. 1 (B) zeigt experimentelle Daten als gefüllte Symbole, während die Simulationskurven mit vorhergesagten Daten durch durchgezogene Linien dargestellt sind.

Bild 1 (A) Logarithmuswert der Leitfähigkeit des Verbundfilaments gegenüber dem Füllstoffvolumenanteil von CFs und CB in einem Wasserfalldiagramm

Bild 1 (B) Logarithmuswert der Leitfähigkeit des Verbundfilaments gegenüber dem Füllstoffvolumenanteil von CB in 2-D-Koordinaten System. Gefüllte Symbole stellen experimentelle Daten dar, während durchgezogene Linien die Simulationskurven mit vorhergesagten Daten darstellen, wobei die Linie a-c so gewählt wird, dass das Volumenanteilsverhältnis zwischen CB und CF dargestellt wird.

(2) Eine neuartige Definition des synergistischen Effekts zwischen CB und CNT in einem ternären CPC-System (Nanotechnology, 2019, 30).

In einer kürzlich erschienenen Arbeit von LSP wurde das ternäre PMMA / CB / CNTs-Verbundfilament hergestellt (Abb. 2 (A)). Eine Erfolgsprüfung für ein binäres CPC-System ist in Fig. 2 (B) dargestellt. Die 4. Synergie und der Vergleich zwischen den experimentellen Daten und der vorhergesagten Kurve sind in Fig. 2 (C) dargestellt. Die gesamte verfügbare Literatur zum synergistischen Effekt zwischen CB und CNT in einem ternären CPC-System wurde sorgfältig diskutiert, und ein quantifizierbares „Synergas“ zwischen CNT und CB wird in dieser Arbeit als neuartiger 5. synergistischer Effekt definiert.

Bild 2 (A) Morphologie der in dieser Studie verwendeten Nanopartikel (a) CNTs und (b) CB; Morphologie des anisotropen ternären CPC-Filaments mit 5,44 vol. % CNTs und 6 vol. % CB unter Verwendung von REM: (c) der Querschnitt der Probe; (d) den Querschnitt der Probe entlang der Faserachse.

Bild 2 (B) Der Logarithmus der Leitfähigkeit gegenüber dem Füllstoffvolumenanteil von CNTs bzw. CB. Die durchgezogenen Linien zeigen die beste Übereinstimmung mit der GEM-Gleichung.

Bild 2 (C) Logarithmus der Leitfähigkeit des Komposits gegen die Volumenfüllstofffraktion von CNTs und CB in einem Konturdiagramm. Der Einschub zeigt experimentelle und modellierte Daten entlang der vier gepunkteten Linien.

Bild 2 (D) Der Logarithmus der Leitfähigkeit des Komposits gegenüber dem Volumenfüllstoffanteil von CNTs und CB in einem Konturdiagramm, der ein quantifizierbares „Synergas“ zwischen CNTs und CB definiert. Die eingefügte Synergismuskarte veranschaulicht den synergistischen Effekt der verschiedenen Zusammensetzungen von CNTs und CB aus dieser Studie.

(3) Die dynamische Widerstandsmessung der zweidimensionalen CPC-Filmprobe

Der Nitrilbutadienkautschuk (NBR) wurde unter Verwendung eines Lösungsbeschichtungsverfahrens mit CB beschichtet, um eine zweidimensionale CPC-Filmprobe herzustellen. Eine Zugprüfmaschine (Zwick, Z050) wurde mit einem Keithley 6487 Pico Amperemeter gekoppelt. Daher konnte der dynamische Widerstand der Probe während des Streckens gemessen werden. Fig. 3 (A) zeigt eine monotone Messung, bis die Probe bis zum Bruch gedehnt wurde. Die mechanischen Eigenschaften wurden in rot dargestellt, während der RCR-gegen-Dehnungsplot in blau dargestellt wurde. Der Eichfaktor (GF) der Probe wurde berechnet und dargestellt. Die vollständigen Datenpunkte wurden mit sechs Parametern in einer durchgezogenen Linie angepasst, wobei ein vorgeschlagenes Modell mit nur zwei Parametern als gestrichelte Linie angepasst wurde. Fig. 3 (B) zeigt die RCR-Werte (blau) der ersten 20 Zyklen mit einer Dehnung von 30% (rot), wobei das Eingangsdehnungssignal nahezu gleichzeitig in das Ausgangs-RCR-Signal übertragen werden kann.

Bild 3 (A) Kraft-Dehnungs-Diagramm (rot) und das RCR-Dehnungs-Diagramm (blau) für 1 Vol. % CB-beschichtete 2-D-NBR-Filmprobe.

Bild 3 (B) Zyklisches Dehnungsexperiment und Diagramme für die relative Änderung des Widerstands (blau) und der Dehnung gegen die Zeit (rot) für eine CB-beschichtete 2-D-NBR-Filmprobe.