智能聚合物复合材料的智能过程监控使用大面积石墨烯涂层织物传感器
Md Rahinul Hasan Mazumder1, Premika Govindaraj1, Muhammad Mehedi Hasan1
1School of Engineering, Swinburne University of Technology, Hawthorn, Victoria, 3122, Australia.
概括
这项研究开发了一种使用石墨烯进行真空辅助树脂转移成型 (VARTM) 的现场织物传感器. 传感器检测缺陷并监控加工,使高质量的复合材料制造成为可能.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 复合材料制造业 复合材料制造业
- 传感器技术 传感器技术
背景情况:
- 真空辅助树脂转移成型 (VARTM) 是一种广泛使用的复合材料制造工艺.
- 在现场监测VARTM对于缺陷检测和流程优化至关重要.
- 基于石墨烯的传感器提供了实时监控的潜力,因为它们具有独特的电气特性.
研究的目的:
- 开发和评估VARTM的在线过程监控系统,使用石墨烯涂层织物传感器.
- 调查传感器在检测缺陷和监控处理参数方面的能力.
- 为了使成本效益高,高质量的复合材料生产能够创建数字制造护照.
主要方法:
- 现场面料传感器的制造方法是将玻璃面料涂抹热降解石墨烯氧化物 (rGO) 在不同的层 (1, 3, 5).
- 将5个电极对 (水平和垂直) 集成到涂层织物传感器上.
- 在不同的VARTM阶段 (真空,输液) 持续监测电阻和相对导电.
主要成果:
- 五层rGO涂层传感器在真空循环期间表现出最高的相对导电率范围 (16.9%).
- 在输注过程中观察到电导率的持续下降,与树脂流压相关.
- 现场监测输注时间,流量前部位置,赛道跟踪和干燥点的成功演示.
结论:
- 涂上石墨烯的现场面料传感器对于实时监测VARTM过程非常有效.
- 传感器系统允许检测缺陷并评估处理参数.
- 这项技术促进了数字制造护照的开发,并提高了复合材料的质量和生产效率.
