Characterisation of properties of composites manufactured from low temperature and low-pressure prepregs

Michał Kubiś

Abstract

The main topic of this thesis was to investigated carbon-epoxy composite manufactured from the low-temperature and low-preassure prepregs using vacuum bag curing method (VBO – vacuum bag only). The curing method that has been used is modified conventional VBO method in terms of heating agent – apply heating plate (as a tool) instead of oven. The major mechanical properties of the composites were examined: tensile strength (Rm), modulus of elasticity (E) and short beam strength (SBS), which allowed it to be comparable with the composites from the other manufacturer. Structural (fibres volume, theoretical and measured density of composite), microstructural (quality of lamitane) and quantity analysis of SEM images technique (void volume) also have been used in attempting to classify manufactured composite. FT-IR quality analysis of the unknown third structural composites ingredient showed it as a polyester which clarified its value in the curing process and explained lowered short beam strength value, and premature tensile failure for specimens with the 90 degree fiber direction. On the basis of investigation methods the VBO method used in this paper was figured as an adequate that approved enough pressure and temperature to manufacture low void content composites (Vvoids<1%) from the low-temperature and low-pressure prepregs.
Diploma typeMaster of Science
Author Michał Kubiś ZMCP
Michał Kubiś,,
- Division of Ceramic Materials and Polymers
Title in PolishCharakterystyka właściwości kompozytów wytworzonych z preimpregnatów niskotemperaturowych i niskociśnieniowych
Supervisor Anna Boczkowska ZMCP
Anna Boczkowska,,
- Division of Ceramic Materials and Polymers
Certifying unitFaculty of Materials Science and Engineering (FMSE)
Affiliation unitDivision of Ceramic Materials and Polymers (DSMP)
Study subject / specializationNowoczesne Materiały Konstrukcyjne
Languagepl polski
StatusFinished
Defense Date29-01-2013
Issue date (year)2013
Internal identifierIM-D.001654
Reviewers Joanna Ryszkowska ZMCP
Joanna Ryszkowska,,
- Division of Ceramic Materials and Polymers
, Katarzyna Konopka ZMCP
Katarzyna Konopka,,
- Division of Ceramic Materials and Polymers
Keywords in Polishkompozyt węglowo-epoksydowy, preimpregnat, worek próżniowy, VBO, zawartość pustek
Keywords in Englishcarbon-epoxy composite, prepreg, vacuum bag, VBO, void content
Abstract in PolishObiektem badań w pracy były jednokierunkowe kompozyty węglowo-epoksydowych wytworzone z preimpregnatów niskotemperaturowych i niskociśnieniowych w procesie utwardzania, z wykorzystaniem worka próżniowego (VBO – ang. vacuum bag only). Zastosowana metoda VBO jest modyfikacją metod znanych z literatury, ze względu na sposób dostarczenia ciepła podczas procesu utwardzania – użycie płyty grzejącej zamiast tradycyjnego pieca. Na podstawie norm ASTM wyznaczono wartości: wytrzymałości na rozciąganie (Rm), modułu Younga (E) oraz wytrzymałość krótkiej belki (SBS), które są podstawowymi parametrami porównawczymi właściwości mechanicznych kompozytów. W celu określenia klasy kompozytu wykonano również szereg badań strukturalnych (wyznaczono: stopień zbrojenia, gęstość teoretyczną i rzeczywistą), mikrostrukturalnych (ocena jakości kompozytu), w raz z ilościową analizą obrazów SEM (wyznaczenie ilości pustek w kompozycie), a także przeprowadzono analizę termiczną za pomocą TGA oraz DSC (wyznaczenie temperatury odporności termicznej oraz temperatura zeszklenia). Za pomocą FT-IR rozpoznano włókna poliestrowe obecne w preimpregnacie. co przyczyniło się do określenia ich roli podczas procesu utwardzania oraz wyjaśniło przyczynę zaniżonych wartości granicy wytrzymałości próbek o kierunku ułożenia włókien 90o, a także wartości wytrzymałości krótkiej belki. Metodę wytwarzania VBO wykorzystaną w pracy oceniono jako odpowiednią, ze względu na zapewnienie wystarczającego ciśnienia oraz temperatury do uzyskania małej ilości pustek w kompozycie Vpustki<1%.
File
Praca magisterska_Michał Kubiś.docx 9.9 MB

Get link to the record
msginfo.png

Back