Published February 1, 2017
| Version v1
Publication
Open
Accelerated aging effects on carbon fiber/epoxy composites
Creators
- 1. Universidade Federal do Rio Grande do Norte
- 2. Embraer (Brazil)
Description
The influence of operational environments on the long-term durability of structural components fabricated with carbon fiber reinforced composites is an ongoing concern. Exposures to ultraviolet radiation, temperature cycles and moisture are known to degrade the polymeric matrix. In this work, carbon-epoxy composites were subjected to accelerated aging in an aging chamber with controlled conditions of temperature, humidity and UV-radiation. Changes within the material are evaluated by Fourier-Transform Infrared (FTIR) Spectroscopy, Dynamic Mechanical Analysis (DMA), interlaminar shear strength and compressive strength, Scanning Electron Microscopy (SEM), and also in terms of mass variation. Although significant changes in mechanical properties were not observed, the effects of accelerated aging on the composite material were evidenced by mass loss, fiber exposure, chemical alterations, increased crack density in interlaminar shear tests and fiber buckling in fractured specimens after compression testing.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
إن تأثير البيئات التشغيلية على المتانة طويلة الأجل للمكونات الهيكلية المصنعة بمركبات معززة بألياف الكربون هو مصدر قلق مستمر. من المعروف أن التعرض للأشعة فوق البنفسجية ودورات درجة الحرارة والرطوبة يحلل المصفوفة البوليمرية. في هذا العمل، تعرضت مركبات إيبوكسي الكربون للشيخوخة المتسارعة في غرفة الشيخوخة مع ظروف التحكم في درجة الحرارة والرطوبة والأشعة فوق البنفسجية. يتم تقييم التغييرات داخل المادة بواسطة التحليل الطيفي للأشعة تحت الحمراء (FTIR)، والتحليل الميكانيكي الديناميكي (DMA)، وقوة القص بين الصفائح وقوة الانضغاط، والمسح المجهري الإلكتروني (SEM)، وكذلك من حيث تباين الكتلة. على الرغم من عدم ملاحظة تغييرات كبيرة في الخواص الميكانيكية، إلا أن آثار الشيخوخة المتسارعة على المادة المركبة كانت واضحة من خلال فقدان الكتلة والتعرض للألياف والتغيرات الكيميائية وزيادة كثافة الشقوق في اختبارات القص بين الصفائح والتواء الألياف في العينات المكسورة بعد اختبار الانضغاط.Translated Description (French)
L'influence des environnements opérationnels sur la durabilité à long terme des composants structurels fabriqués avec des composites renforcés de fibres de carbone est une préoccupation constante. Les expositions au rayonnement ultraviolet, aux cycles de température et à l'humidité sont connues pour dégrader la matrice polymère. Dans ce travail, les composites carbone-époxy ont été soumis à un vieillissement accéléré dans une chambre de vieillissement avec des conditions contrôlées de température, d'humidité et de rayonnement UV. Les changements au sein du matériau sont évalués par spectroscopie infrarouge à transformée de Fourier (IRTF), analyse mécanique dynamique (DMA), résistance au cisaillement interlaminaire et résistance à la compression, microscopie électronique à balayage (MEB), ainsi qu'en termes de variation de masse. Bien que des changements significatifs dans les propriétés mécaniques n'aient pas été observés, les effets du vieillissement accéléré sur le matériau composite ont été mis en évidence par la perte de masse, l'exposition aux fibres, les altérations chimiques, l'augmentation de la densité des fissures dans les essais de cisaillement interlaminaires et le flambage des fibres dans les échantillons fracturés après les essais de compression.Translated Description (Spanish)
La influencia de los entornos operativos en la durabilidad a largo plazo de los componentes estructurales fabricados con materiales compuestos reforzados con fibra de carbono es una preocupación constante. Se sabe que las exposiciones a la radiación ultravioleta, los ciclos de temperatura y la humedad degradan la matriz polimérica. En este trabajo, los compuestos carbono-epoxi se sometieron a envejecimiento acelerado en una cámara de envejecimiento con condiciones controladas de temperatura, humedad y radiación UV. Los cambios dentro del material se evalúan mediante espectroscopía infrarroja por transformada de Fourier (FTIR), análisis mecánico dinámico (DMA), resistencia al corte interlaminar y resistencia a la compresión, microscopía electrónica de barrido (SEM) y también en términos de variación de masa. Aunque no se observaron cambios significativos en las propiedades mecánicas, los efectos del envejecimiento acelerado en el material compuesto se evidenciaron por la pérdida de masa, la exposición de la fibra, las alteraciones químicas, el aumento de la densidad de grietas en las pruebas de cizallamiento interlaminar y el pandeo de la fibra en muestras fracturadas después de las pruebas de compresión.Files
AcceleratedAgingEffects_BARBOSA_2017.pdf.pdf
Files
(14.3 kB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:f3babdd15fb04b97801cced19edebdcc
|
14.3 kB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- آثار الشيخوخة المتسارعة على ألياف الكربون/مركبات الإيبوكسي
- Translated title (French)
- Effets de vieillissement accéléré sur les composites fibre de carbone/époxy
- Translated title (Spanish)
- Efectos de envejecimiento acelerado en compuestos de fibra de carbono/epoxi
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W2553087032
- DOI
- 10.1016/j.compositesb.2016.11.004
References
- https://openalex.org/W1978491316
- https://openalex.org/W2007946595
- https://openalex.org/W2009391622
- https://openalex.org/W2013580344
- https://openalex.org/W2028759990
- https://openalex.org/W2049953674
- https://openalex.org/W2073716333
- https://openalex.org/W2077573851
- https://openalex.org/W2101926097
- https://openalex.org/W2127454561
- https://openalex.org/W2130930674
- https://openalex.org/W2136695181
- https://openalex.org/W2147670894
- https://openalex.org/W2181088290
- https://openalex.org/W2228794196
- https://openalex.org/W262593232
- https://openalex.org/W2945672422
- https://openalex.org/W51346659
- https://openalex.org/W823633017