Pasukan Universiti Tennessee membangunkan kaedah baharu untuk melihat dan meramalkan kecacatan dalam getah

Knoxville, TN – Kaedah baharu untuk memastikan konsistensi dan kualiti dalam pembuatan getah, yang dibangunkan oleh pasukan penyelidik dari Universiti Tennessee, Knoxville, dan Eastman, berkemungkinan menunjukkan kesan dunia sebenar terhadap kemampanan dan ketahanan bahan untuk produk seperti kereta tayar.

Memandangkan pengguna di A.S. dan di seluruh dunia semakin diberi insentif terhadap kenderaan elektrik dan jauh daripada pergantungan kepada bahan api fosil, pengguna EV semasa telah menemui isu penyelenggaraan yang tidak dijangka. Disebabkan oleh gabungan berat yang lebih tinggi dan tork yang lebih tinggi, EV memberikan lebih banyak tekanan pada tayar standard, menyebabkan ia merosot 30% lebih cepat daripada tayar pada kenderaan pembakaran dalam.

Profesor Fred N. Peebles UT dan Pengerusi Kecemerlangan IAMM Dayakar Penumadu, bersama pelajar siswazah kejuruteraan elektrik Jun-Cheng Chin, penyelidik pasca doktoral Stephen Young dan tiga saintis Eastman, baru-baru ini menerbitkan penyelidikan bertujuan menyelesaikan salah satu cabaran paling biasa pembuatan getah: mengenal pasti kelemahan dalam bahan.

Getah mengandungi bahan tambahan seperti zink oksida dan sulfur yang berfungsi untuk meningkatkan kekuatan, keanjalan dan ciri-ciri lain yang baik. Apabila bahan-bahan tersebut tidak diagihkan secara merata ke seluruh produk getah seperti tayar kereta, bahan tersebut akan mengandungi kecacatan yang menyebabkan produk tersebut merosot sebelum waktunya.

"Sekiranya komponen seperti sulfur tidak tersebar dengan baik, ia menghasilkan tompok keras setempat," kata Penumadu. "Bahan keras itu menarik banyak tekanan mekanikal dan haba, menjadikan bahan merosot lebih awal."

Malah kecacatan pada lebar rambut manusia boleh mengurangkan jangka hayat komponen getah besar seperti tayar kereta.

"Itu membawa kepada keselamatan dan kesan ekonomi," kata Penumadu.

Mengenal pasti dan mengkaji kelemahan sedemikian—bidang yang dikenali sebagai mekanik patah—adalah penting untuk memahami prestasi bahan tersebut. Namun mencari kelemahan tersebut sebelum menimbulkan masalah adalah isu yang telah lama membelenggu industri getah.

"Pendekatan industri semasa adalah untuk memotong sampel kecil getah, kemudian memerhatikannya di bawah mikroskop optik," kata Penumadu. "Bukan sahaja ini membosankan dan merosakkan, ia tidak boleh dipercayai. Ia memerlukan anda meneka terlebih dahulu di mana, dalam sampel legap, anda perlu menyemak ketidakkonsistenan."

Selain itu, mikroskop optik tidak dapat membezakan antara komponen getah—contohnya, sulfur dan zink oksida kedua-duanya kelihatan sebagai bintik putih.

Pasukan Penumadu telah mengatasi masalah ini dengan beralih daripada analisis optik kepada tomografi berkomputer sinar-X. X-ray yang melalui sampel bertaburan dan diserap secara berbeza bergantung pada bahan yang dipukulnya. Sebuah komputer kemudian membina semula model 3D digital bahagian dalam getah.

"Ini adalah perkara yang sangat penting," kata Penumadu. "XCT membolehkan kami melihat bahagian dalam bahan secara tidak invasif, dan kami sebenarnya boleh melihat pengedaran setiap komponen."

Penggunaan kaedah baharu ini meningkatkan keupayaan industri getah untuk melihat dan meramalkan kelemahan dan akhirnya akan membawa kepada kualiti yang lebih konsisten dan produk getah yang tahan lebih lama.

Pada bulan Oktober, pasukan itu menerima Anugerah Kecemerlangan Penerbitan 2021 daripada Jurnal Kimia dan Teknologi Getah untuk kertas pecah tanah mereka, "Analisis Kuantitatif Penyebaran Sulfur dalam Formulasi Tayar Elastomer dengan Menggunakan Tomografi Terkira X-Ray Resolusi Tinggi", yang membincangkan kaedah XCT baharu dan dapatan kajian mereka.

#bahagian getah、#produk getah、#getah kedap、#gasket getah、#getah di bawah、#bahagian getah tersuai、 #bahagian getah automotif、#kompaun getah、#sendal getah#Bahagian getah silikon、#Bahagian silikon tersuai、#hos getah