Estudio de la degradación de la interfase de un material compuesto fibra de carbón-resina por efectos higrotérmicos /
Cauich Cupul, Javier Iván
Estudio de la degradación de la interfase de un material compuesto fibra de carbón-resina por efectos higrotérmicos / Javier Iván Cauich Cupul - 106 h. : il. ; 28 cm.
Tesis (Maestría en Materiales Poliméricos) .-- Centro de Investigación Científica de Yucatán, 2004.
Se caracterizó la resistencia interfacial a cortante en el sistema fibra de carbón/resina epóxica para cuatro niveles de adhesión y el efecto de la absorción de humedad en la matriz y en la interfase fibra/matriz, utilizando pruebas a tensión para caracterizar la matriz y la técnica de fragmentación con una sola fibra para el análisis de la interfase fibra/matriz. Los fragmentos fueron medidos en forma óptica y por medio de la técnica de emisión acústica. Diversos niveles de adhesión se lograron aplicando tratamientos superficiales a las fibras con el agente acoplante 3-glicidoxipropiltrimetoxi silano y con lavado de ácido nítrico. Los niveles de adhesión caracterizados son: a) fibra sin tratamiento (IM7), b) fibra sin lavar más el tratamiento con silano (IM7+Silano), c) fibra lavada con ácido nítrico más el agente acoplante del tipo silano (IM7+HNO3+Silano). Las muestras para fragmentación fueron preparadas con una fibra de carbón de módulo intermedio tipo IM7 y como matriz se utilizó resina epóxica compuesta de diglicidil éter de bisfenol-A. Dichas muestras fueron deformadas hasta que se verificó que el proceso de fragmentación había cesado, esto es, hasta que se obtuvo una longitud crítica de fragmento de fibra. Para obtener la distribución de longitudes de fragmento de fibra y la interpretación de la misma, se utilizó un análisis estadístico de tipo Weibull. Los fragmentos fueron observados bajo luz polarizada y fotografiados para determinar el modo de falla y conocer el mecanismo de fractura. En el caso de las fibras sin tratamiento esto ocurrió de forma súbita, en el caso de las fibras tratadas con el silano se observó que en la proximidad de la zona de fractura de la fibra el desprendimiento interfacial en casi todos los fragmentos, pero también se observó cierta adhesión en puntos aislados a juzgar por la escasa actividad fotoelástica. En el caso de la fibra tratada con ácido nítrico y el silano, la actividad fotoelástica no mostró evidencia de la existencia de desprendimiento interfacial. La técnica de emisión acústica fue utilizada para determinar la longitud de los fragmentos de fibra y, al igual que con la técnica óptica, se analizó la distribución de la longitud de los fragmentos de fibra por medio del análisis estadístico de Weibull. Las muestras a caracterizar con ambas técnicas fueron sometidas a un ambiente de humedad relativa controlada de 25 por ciento. 55 por ciento, Y 95 por ciento. Debido al acondicionamiento fue necesario caracterizar el efecto de la plastificación causado la humedad en las propiedades de rigidez de la matriz y, en consecuencia, en la velocidad de propagación de las ondas acústicas en el medio. La resistencia interfacial a cortante fue calculada utilizando el modelo micromecánico propuesto por Cox, que permite incorporar las propiedades mecánicas de la matriz, en este caso afectadas por la presencia de humedad. Los resultados de resistencia interfacial a cortante determinado por ambas técnicas fué consistente. y se puede concluir que los tratamientos con silano mejoraron las propiedades fisicas de la fibra y la calidad de la interfase fibra/matriz..La técnica de emisión acústica demostró ser un método confiable para la determinación de la longitud crítica en un sistema fibra/matriz, y una de sus ventajas es que no requiere que la matriz sea transparente.
COMPUESTOS FIBROSOS--PRUEBAS
MATERIALES COMPUESTOS
MATERIALES COMPUESTOS--PRUEBAS
Estudio de la degradación de la interfase de un material compuesto fibra de carbón-resina por efectos higrotérmicos / Javier Iván Cauich Cupul - 106 h. : il. ; 28 cm.
Tesis (Maestría en Materiales Poliméricos) .-- Centro de Investigación Científica de Yucatán, 2004.
Se caracterizó la resistencia interfacial a cortante en el sistema fibra de carbón/resina epóxica para cuatro niveles de adhesión y el efecto de la absorción de humedad en la matriz y en la interfase fibra/matriz, utilizando pruebas a tensión para caracterizar la matriz y la técnica de fragmentación con una sola fibra para el análisis de la interfase fibra/matriz. Los fragmentos fueron medidos en forma óptica y por medio de la técnica de emisión acústica. Diversos niveles de adhesión se lograron aplicando tratamientos superficiales a las fibras con el agente acoplante 3-glicidoxipropiltrimetoxi silano y con lavado de ácido nítrico. Los niveles de adhesión caracterizados son: a) fibra sin tratamiento (IM7), b) fibra sin lavar más el tratamiento con silano (IM7+Silano), c) fibra lavada con ácido nítrico más el agente acoplante del tipo silano (IM7+HNO3+Silano). Las muestras para fragmentación fueron preparadas con una fibra de carbón de módulo intermedio tipo IM7 y como matriz se utilizó resina epóxica compuesta de diglicidil éter de bisfenol-A. Dichas muestras fueron deformadas hasta que se verificó que el proceso de fragmentación había cesado, esto es, hasta que se obtuvo una longitud crítica de fragmento de fibra. Para obtener la distribución de longitudes de fragmento de fibra y la interpretación de la misma, se utilizó un análisis estadístico de tipo Weibull. Los fragmentos fueron observados bajo luz polarizada y fotografiados para determinar el modo de falla y conocer el mecanismo de fractura. En el caso de las fibras sin tratamiento esto ocurrió de forma súbita, en el caso de las fibras tratadas con el silano se observó que en la proximidad de la zona de fractura de la fibra el desprendimiento interfacial en casi todos los fragmentos, pero también se observó cierta adhesión en puntos aislados a juzgar por la escasa actividad fotoelástica. En el caso de la fibra tratada con ácido nítrico y el silano, la actividad fotoelástica no mostró evidencia de la existencia de desprendimiento interfacial. La técnica de emisión acústica fue utilizada para determinar la longitud de los fragmentos de fibra y, al igual que con la técnica óptica, se analizó la distribución de la longitud de los fragmentos de fibra por medio del análisis estadístico de Weibull. Las muestras a caracterizar con ambas técnicas fueron sometidas a un ambiente de humedad relativa controlada de 25 por ciento. 55 por ciento, Y 95 por ciento. Debido al acondicionamiento fue necesario caracterizar el efecto de la plastificación causado la humedad en las propiedades de rigidez de la matriz y, en consecuencia, en la velocidad de propagación de las ondas acústicas en el medio. La resistencia interfacial a cortante fue calculada utilizando el modelo micromecánico propuesto por Cox, que permite incorporar las propiedades mecánicas de la matriz, en este caso afectadas por la presencia de humedad. Los resultados de resistencia interfacial a cortante determinado por ambas técnicas fué consistente. y se puede concluir que los tratamientos con silano mejoraron las propiedades fisicas de la fibra y la calidad de la interfase fibra/matriz..La técnica de emisión acústica demostró ser un método confiable para la determinación de la longitud crítica en un sistema fibra/matriz, y una de sus ventajas es que no requiere que la matriz sea transparente.
COMPUESTOS FIBROSOS--PRUEBAS
MATERIALES COMPUESTOS
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