Ekipa Univerze v Tennesseeju razvija novo metodo za ogled in predvidevanje napak v gumi

Knoxville, TN – Nova metoda za zagotavljanje doslednosti in kakovosti v proizvodnji gume, ki jo je razvila raziskovalna skupina z univerze Tennessee, Knoxville in Eastman, bo verjetno pokazala dejanski vpliv na trajnost materialov in vzdržljivost izdelkov, kot so avtomobili. pnevmatike.

Ker so potrošniki v ZDA in po vsem svetu vedno bolj nagnjeni k električnim vozilom in stran od odvisnosti od fosilnih goriv, ​​so trenutni uporabniki električnih vozil odkrili nepričakovano težavo z vzdrževanjem. Zaradi kombinacije večje teže in večjega navora imajo električna vozila večji pritisk na standardne pnevmatike, zaradi česar se razgradijo 30 % hitreje kot pnevmatike na vozilih z notranjim zgorevanjem.

Profesor Fred N. Peebles z UT in predsednik odličnosti IAMM Dayakar Penumadu, skupaj s podiplomskim študentom elektrotehnike Jun-Cheng Chinom, podoktorskim raziskovalcem Stephenom Youngom in tremi znanstveniki Eastmana, so nedavno objavili raziskavo, katere cilj je razrešiti enega najpogostejših izzivov pri proizvodnji gume: prepoznavanje napak v materialu.

Guma vsebuje dodatke, kot sta cinkov oksid in žveplo, ki izboljšajo trdnost, elastičnost in druge ugodne lastnosti. Če sestavine niso enakomerno porazdeljene po gumijastem izdelku, kot je avtomobilska pnevmatika, bo material vseboval napake, zaradi katerih se izdelek prezgodaj razgradi.

"Če se komponente, kot je žveplo, ne razpršijo dobro, to ustvarja lokalizirane trde točke," je dejal Penumadu. "Ta trda snov pritegne veliko mehanskih in toplotnih obremenitev, zaradi česar se material prezgodaj razgradi."

Tudi napaka širine človeškega lasu lahko skrajša življenjsko dobo velikega gumijastega sestavnega dela, kot je avtomobilska pnevmatika.

"To vodi do varnostnih in gospodarskih učinkov," je dejal Penumadu.

Prepoznavanje in preučevanje takšnih napak – področje, znano kot mehanika loma – je ključnega pomena za razumevanje, kako bo material deloval. Vendar je iskanje takih napak, preden povzročijo težave, težava, ki že dolgo pesti gumarsko industrijo.

"Trenutni industrijski pristop je izrezati majhen vzorec gume in ga nato opazovati pod optičnim mikroskopom," je dejal Penumadu. »Ne samo, da je to dolgočasno in uničujoče, je tudi nezanesljivo. Zahteva, da vnaprej ugibate, kje v neprozornem vzorcu morate preveriti nedoslednosti.«

Poleg tega optični mikroskopi ne morejo razlikovati med gumijastimi komponentami - na primer, žveplo in cinkov oksid sta videti kot bela madeža.

Penumadujeva ekipa je to težavo rešila s prehodom z optične analize na rentgensko računalniško tomografijo. Rentgenski žarki, ki gredo skozi vzorec, se različno razpršijo in absorbirajo, odvisno od materiala, na katerega zadenejo. Računalnik nato rekonstruira digitalni 3D model notranjosti gume.

"To je zelo pomembna točka," je dejal Penumadu. "XCT nam omogoča, da neinvazivno vidimo notranjost materiala in dejansko lahko vidimo porazdelitev vsake komponente."

Uporaba te nove metode povečuje zmožnost gumarske industrije, da vidi in predvideva napake in bo na koncu vodila do doslednejše kakovosti in dolgotrajnejših izdelkov iz gume.

Oktobra je ekipa prejela nagrado za odličnost publikacije 2021 od Journal of Rubber Chemistry and Technology za njihov revolucionarni članek »Kvantitativna analiza razpršitve žvepla v formulacijah elastomernih pnevmatik z uporabo rentgenske računalniške tomografije visoke ločljivosti«, ki obravnava novo metodo XCT in njihove raziskovalne ugotovitve.

#gumijasti deli、#gumijasti izdelek、#gumijasto tesnilo、#gumijasto tesnilo、#gumijasti meh、#gumijasti del po meri、 #avtomobilski gumijasti deli、#gumijasta zmes、#gumijasta puša#deli iz silikonske gume、#silikonski deli po meri、#gumijasta cev