Manufacturing of composites samples with graphene

• Autorzy: Wiśniewski A. , Sałacińska A. , Szymański R. , Kunikowska A.

Identyfikatory

DOI

10.5604/05096669.1226914

Warianty tytułu

PL

Wytwarzanie kompozytowych próbek z grafenem

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The article presents the state of knowledge within the scope of graphene production used in polymer matrices composites, as well as methods of obtaining graphene for these composites, including chemical method. The way of obtaining graphene in form of planes with dimensions of90 x 100 mm and the method of manufacturing multilayer composite with graphene were presented. Composites were produced from carbon fiber-epoxy resin prepregs in out of autoclave process. The adhesive film were used as an additional component which allows to transfer of graphene plane on carbon-epoxy resin prepregs and facilitate the consolidation process. In terms of the quality analysis of prepared composite samples results of ultrasonic tests of composites plate without the graphene and with graphene as an A-scan, B-scan, C-scan, S-scan were shown. The use of ultrasonic methods of registration: C-scan type amplitude of the echo and bottom echo signal amplitude, that allows to detect manufacturing defects caused by the mismatch of parallel edges of carbon prepregs, were engaged. The analysis of C-scan images allows to determine the accuracy of the angular orientation of the carbon layers.

PL

W artykule przedstawiono stan wiedzy w zakresie wytwarzania grafenu do zastosowań w kompozytach o osnowach polimerowych, a także metody pozyskiwania grafenu dla tych kompozytów, w tym metodę chemiczną. Przedstawiono sposób pozyskiwania grafenu w formie płaszczyzn o wymiarach 90x100 mm, a także metodę wytwarzania wielowarstwowego kompozytu z grafenem. Kompozyty wytwarzano z preimpregantów węglowo-epoksydowych w procesie bezautoklawowym. Zastosowano klej błonkowy, jako dodatkowy składnik kompozytu pozwalający na przeniesienie płaszczyzn grafenowych na preimpregnat węglowo-epoksydowy oraz ułatwiający proces konsolidacji kompozytu. W zakresie wykonanych analiz jakości przygotowanych próbek kompozytowych przedstawiono wyniki badań ultradźwiękowych płyt kompozytowych bez grafenu i z grafenem w postaci: A-scan, B-scan, C-scan i S-scan. Przedstawiono użycie metody ultradźwiękowej z rejestracją typu C-scan amplitudy echa oraz amplitudy echa dna, która pozwala na wykrycie wad produkcyjnych powstałych w wyniku niedopasowania równoległego krawędzi preimpregnatu węglowego. Z analizy obrazów typu C-scan określono dokładność kątową ułożenia warstw węglowych.

Słowa kluczowe

EN

composite; graphene; composites with graphene

• Wydawca: Wydawnictwa Naukowe Instytutu Lotnictwa
• Czasopismo: Prace Instytutu Lotnictwa
• Rocznik: 2016
• Tom: Nr 4 (245)
• Strony: 262--270
• Opis fizyczny: Bibliogr. 11 poz., rys., wykr.

Twórcy

autor

Wiśniewski A.

• Institute of Aviation, Al. Krakowska 110/114, 02-256 Warsaw

autor

Sałacińska A.

• Institute of Aviation, Al. Krakowska 110/114, 02-256 Warsaw

autor

Szymański R.

• Institute of Aviation, Al. Krakowska 110/114, 02-256 Warsaw

autor

Kunikowska A.

• Institutc of Materials Science and Engineering, Lodz University of Technology, ul. Steranowskiego 1, 90-924 Lodz

Bibliografia

• [1] Glover, B. M., 2004, ''History of development of commercial aircraft and 787 Dreamliner", Aviat. Eng., 592, pp. 16-21.
• [2] Pora, J., 2003, "Advanced materials and technologies for A380 structure. Flight airworthiness support technology". Airbus Custom Serv., 32, pp. 3-8.
• [3] Soutis, C., 2005, "Carbon fiber reinforced plastics in aircraft construction". Materials Science and Engineering: A, 412(1), pp. 171-176.
• [4] Davis, D. C., Wilkerson, J. W., Zhu, J., Ayewah, D. O., 2010, "Improvements in mechanical properties of a carbon fiber epoxy composite using nanotube science and technology". Composite Structures, 92(11), pp. 2653-2662.
• [5] Liang, J., Wang, Y., Huang, Y., Ma, Y., Liu, Z., Cai, J., Chen, Y., 2009, "Electromagnetic interference shielding of graphene/epoxy composites", Carbon, 47(3), pp. 922-925.
• [6] Rafiee, M. A., Rafiee, J., Wang, Z., Song, H., Yu, Z. Z., Koratkar, N., 2009, "Enhanced mechanical properties of nanocomposites at low graphene content", ACS Nano, 3(12), pp. 3884-3890.
• [7] Kowalczyk, P., Balczunas, A., 2014, „Wybrane zastosowania grafenu w przemyśle lotniczym i kosmicznym" Prace Instytutu Lotnictwa, 234, s. 160-166.
• [8] Kuilla, T., Bhadra, S., Yao, D., Kim, N. H., Bose, S., Lee, J. H., 2010, „Recent advances in graphene based polymer composites". Progress in Polymer Science, 35(11), pp. 1350-1375.
• [9] Kula, P., Pietrasik, R., Dybowski, K., Atraszkiewicz, R, Kaczmarek, L., Szymański, W., Niedzielski, P., Nowak, D., Modrzyk, W, The growth of a poly crystalline graphene from a liquid phase, NSTI-Nanotech 2013, 1,210-212
• [10] Kula, P., Pietrasik, R., Dybowski, K., Atraszkiewicz, R., Szymański, W, Kołodziejczyk, L., Niedzielski, P., Nowak, D. Single and Multilayer Growth of Graphene from the Liquid Phase. Appl. Mech. Mater. 2014, 510,8-12.
• [11] Kula, P., Szymański, W., Kołodziejczyk, Ł., Atraszkiewicz, R., Dybowski, K., Grabarczyk, J., Pietrasik, R., Niedzielski, P, Kaczmarek, Ł., Cłapa, M., High strength metallurgical Graphene - mechanisms of growth and properties. Arch. Metali. Mater. 2015, 60,2535-2541.