탄소 섬유는 고강도 및 경량의 특성을 가지고 있으며 폴리머 복합 재료는 항공 우주, 자동차 산업, 풍력 터빈 블레이드 및 스포츠 용품에 매우 적합합니다.그러나 그러한 복합 재료는 세라믹의 붕괴와 유사하게 경고 없이 파국적으로 파손될 것입니다.

최근 Oak Ridge National Laboratory와 Virginia Tech 및 State University의 연구원들이 기술을 개발하여 Journal of Composites Science and Technology에 발표했습니다.단순히 nano-TiO2를 추가함으로써 효능 손실에 대한 조기 경고를 제공할 수 있습니다.

탄소 섬유 복합 재료, 특히 에폭시 수지를 기반으로 하는 복합 재료는 섬유와 매트릭스 사이의 결합이 실패할 때 박리되기 쉽습니다.외부 경고 신호가 없으면 갑작스러운 균열이 발생할 수 있으며, 이는 구조적 적용에서 이러한 복합 재료의 유용성을 제한합니다.사람들은 탄소 섬유 복합재의 구조적 무결성을 모니터링하는 다양한 방법을 모색하고 있습니다. 예를 들어 변형률에 따라 저항이 변하는 재료에 압전 저항 재료를 삽입하는 방법이 있습니다.압저항 재료는 기계적 변형을 전기 신호로 변환할 수 있으며, 이는 복합 재료의 구조적 상태를 모니터링하는 센서로 감지할 수 있습니다.

연구원들은 TiO2를 삽입합니다.나노 이산화 티탄폴리머 코팅의 나노입자 또는 탄소 섬유의 크기 조정으로 압저항 재료가 복합 재료 전체에 균일하게 분포되도록 합니다.사이징은 일반적으로 탄화 탄소 섬유에 사용되므로 가공 및 활용이 용이하고 매트릭스와 결합되며 최종적으로 이 과정에서 변형 감지 능력을 확립합니다.압력이 제거되면 저항은 0이 되고 압력이 발생하면 저항이 증가합니다.물론 첨가되는 TiO2 나노 입자의 양은 조절되어야 하며, 너무 높은 비율은 복합 재료의 강도를 감소시킬 것이고, 적절한 첨가는 재료의 감쇠 성능(충격 흡수 및 완충 성능)을 향상시킬 것입니다.

Hongwu 회사는 다음과 같이 나노 이산화 티타늄을 공급합니다.

1. 아나타제 TiO2, 크기 10nm, 30-50nm.99%+

2. 금홍석 TIO2, 크기 10nm, 30-50nm, 100-200nm.99%+

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