Delaminasyon - Delamination

Bu makale için ek alıntılara ihtiyaç var doğrulama. Lütfen yardım et bu makaleyi geliştir tarafından güvenilir kaynaklara alıntılar eklemek. Kaynaksız materyale itiraz edilebilir ve kaldırılabilir. Kaynakları bulun: "Delaminasyon"  – Haberler  · gazeteler  · kitabın  · akademisyen  · JSTOR (Mart 2009) (Bu şablon mesajını nasıl ve ne zaman kaldıracağınızı öğrenin)

Delaminasyon karbon fiber takviyeli polimer sıkıştırma yükü altında.

Delaminasyon bir malzemenin kırıklar katmanlara. Dahil olmak üzere çeşitli malzemeler laminat kompozitler^[1] ve Somut delaminasyon nedeniyle başarısız olabilir. İşleme, aşağıdaki gibi malzemelerde katmanlar oluşturabilir çelik tarafından oluşturuldu yuvarlanma^[2][3] ve plastikler ve metaller 3D baskı^[4][5] katman ayrımından başarısız olabilir. Ayrıca yüzey kaplamalar boyalar ve filmler gibi kaplanmış substrattan ayrılabilir.

İçinde lamine kompozitler, katmanlar arasındaki yapışma genellikle ilk önce başarısız olur ve katmanların ayrılmasına neden olur.^[6] Örneğin, elyaf takviyeli plastikler, yüksek mukavemetli takviye tabakaları (ör. karbon fiber, fiberglas ) çok daha zayıf bir polimer matrisle birbirine bağlanır (örn. epoksi ). Özellikle, yüksek mukavemetli katmanlara dikey olarak uygulanan yükler ve kesme yükleri, polimer matrisin kırılmasına veya fiber takviyesinin polimerden ayrılmasına neden olabilir.

Delaminasyon da oluşur betonarme yüzeyin yakınındaki metal takviyeler (yani inşaat demiri) aşındığında.^[7] Oksitlenmiş metal, beton tarafından hapsedildiğinde gerilime neden olan daha büyük bir hacme sahiptir. Gerilmeler beton çatlaklarının mukavemetini aştığında, korozyona uğramış inşaat demirinin neden olduğu komşu çatlaklarla birleşmek üzere oluşabilir ve yayılabilir ve yüzeye paralel uzanan bir kırılma düzlemi oluşturur. Kırılma düzlemi geliştikten sonra, yüzeydeki beton alt tabakadan ayrılabilir.

İşleme, malzemelerde delaminasyon nedeniyle başarısız olabilecek katmanlar oluşturabilir. İçinde Somut yüzeyler uygun olmayan finisajdan pul pul dökülebilir. Altta yatan beton su ve hava alırken yüzey perdahlanır ve mala ile yoğunlaştırılırsa, yoğun üst tabaka sudan ayrılabilir ve yukarı doğru iten havadan olabilir.^[8] İçinde çelikler, yuvarlanma mikroskobik tanecikler, katmanlara bölünebilecek düz tabakalar halinde yönlendirildiğinde bir mikro yapı oluşturabilir.^[2] Ayrıca, belirli 3B yazdırma yöntemleri (ör. Kaynaşmış Biriktirme ), baskı veya kullanım sırasında ayrılabilen katmanlar halinde parçalar oluşturur. Erimiş biriktirme ile termoplastikler yazdırırken, soğuk bir alt tabaka tabakasına uygulanan sıcak bir plastik tabakasının soğutulması, diferansiyel termal büzülme ve tabaka ayrılması nedeniyle bükülmeye neden olabilir.^[4]

Muayene yöntemleri

Aşağıdakiler dahil yapılarda delaminasyonu tespit etmek için birden fazla tahribatsız test yöntemi vardır. görsel inceleme, dokunma testi (ör. sondaj), ultrason, radyografi, ve kızılötesi görüntüleme.

Görsel inceleme, malzemelerin yüzeyinde ve kenarlarında delaminasyonları tespit etmek için kullanışlıdır. Bununla birlikte, görsel bir inceleme, malzemeyi kesmeden bir malzeme içindeki delaminasyonu algılamayabilir.

Dokunma testi veya sondaj, ortaya çıkan sese göre delaminasyonu bulmak için malzemeye bir çekiç veya sert bir cisimle hafifçe vurmayı içerir. Lamine kompozitlerde, net bir çınlama sesi, iyi bağlanmış bir malzemeyi gösterirken, daha sönük bir ses, darbeyi sönümleyen kusur nedeniyle delaminasyonun varlığını gösterir.^[9] Dokunma testi, bal peteği çekirdekli düz panel kompozitlerde büyük kusurları bulmak için çok uygundur, oysa ince laminatlar, sesle fark edilmeyen küçük kusurlara sahip olabilir.^[10] Ses kullanımı da özneldir ve müfettişin işitme kalitesine ve yargısına bağlıdır. Parçadaki herhangi bir kasıtlı varyasyon da, üretilen sesin perdesini değiştirerek denetimi etkileyebilir. Bu varyasyonlardan bazıları, kat üst üste binmeleri, kat sayısı değişim aralıkları, çekirdek yoğunluğu değişimi (kullanılıyorsa) ve geometriyi içerir.

Betonarme betonlarda, sağlam bölgeler sağlam görünürken, tabakalı alanlar boş görünecektir.^[11] Büyük beton yapıların musluk testi, köprü tabliyeleri gibi yatay yüzeyler için bir çekiçle veya bir zincir çekme cihazı ile gerçekleştirilir. Buz çözücü tuzlar ve kimyasallar kullanan soğuk iklim ülkelerindeki köprü güverteleri genellikle tabakalara ayrılmaktadır ve bu nedenle tipik olarak zincir sürükleme ile yıllık inceleme ve yüzeyin sonraki yama onarımları için planlanmaktadır.^[12]

Delaminasyon direnci test yöntemleri

Kaplama delaminasyon testleri

ASTM aşağıdakiler için standartlar sağlar: boya yapışma testi Boyaların ve kaplamaların yüzeylerden ayrılmaya karşı direnci için kalitatif önlemler sağlar. Testler arasında çapraz kesim testi, kazıma yapışma,^[13] ve çekme testi.^[14]

Interlaminar kırılma tokluğu testi

Kırılma tokluğu kırılma ve delaminasyona karşı direnci tanımlayan maddi bir özelliktir. Kritik olarak belirtilir stres yoğunluğu faktörü ${ displaystyle K_ {c}}$ veya kritik gerilim enerjisi salım hızı ${ displaystyle G_ {c}}$.^[15] Tek yönlü fiber takviyeli polimer için laminat kompozitler ASTM, mod I kırılma tokluğu ${ displaystyle G_ {IC}}$ ve mod II kırılma tokluğu ${ displaystyle G_ {IIC}}$ interlaminar matrisin.^[16][17] Testler sırasında yük ${ displaystyle P}$ ve yer değiştirme ${ displaystyle delta}$ gerilim enerjisi salım oranını belirlemek için analiz için kaydedilir. uygunluk yöntemi. ${ displaystyle G}$ uygunluk açısından verilir

${ displaystyle G = { frac {P ^ {2}} {2B}} { frac {dC} {da}}}$(1)

nerede ${ displaystyle dC}$ uyumdaki değişiklik ${ displaystyle C}$ (oranı ${ displaystyle delta / P}$), ${ displaystyle B}$ numunenin kalınlığı ve ${ displaystyle da}$ çatlak uzunluğundaki değişikliktir.

Mod I laminar kırılma tokluğu

Deforme olmuş çift dirsekli kiriş numunesinin şeması.

ASTM D5528, mod I laminasyon arası kırılma tokluğunu belirlemek için çift dirsekli kiriş (DCB) numune geometrisinin kullanımını belirtir.^[17] Bir çift dirsek kiriş numunesi, bir ilk uzunluk çatlağı oluşturmak için polimer matrisi sertleştirmeden önce kirişin ortasındaki takviye katmanları arasına yapışmaz bir film yerleştirilerek oluşturulur. ${ displaystyle a_ {0}}$. Test sırasında numune, kirişin çatlağı açan ilk çatlak tarafının sonundan itibaren gerilimle yüklenir. Uygunluk yöntemini kullanarak, kritik gerinim enerjisi salım oranı,

${ displaystyle G_ {IC} = { frac {3P_ {C} delta _ {C}} {2Ba}}}$(2)

nerede ${ displaystyle P_ {C}}$ ve ${ displaystyle delta _ {C}}$ , yük sapma eğrisinin başlangıçtan% 5'lik bir uyum artışı ile çizilen bir çizgi ile doğrusal olmayan hale gelip gelmediğini belirleyerek sırasıyla maksimum yük ve yer değiştirmedir. Tipik olarak, denklem 2, DCB numunesinin iki konsol kirişinin çatlakta sonlu bir dönüşe sahip olacağından, kırılma tokluğunu fazla tahmin eder. Sonlu dönüş hesaplanarak düzeltilebilir ${ displaystyle G}$ biraz daha uzun bir çatlak ile ${ displaystyle a + Delta}$ vermek

${ displaystyle G_ {IC} = { frac {3P_ {C} delta _ {C}} {2B (a + Delta)}}}$(3)

Çatlak uzunluğu düzeltmesi ${ displaystyle Delta}$ uygunluğun küp kökünün en küçük kareler uyumu çizilerek deneysel olarak hesaplanabilir ${ displaystyle C ^ {1/3}}$ vs çatlak uzunluğu ${ displaystyle a}$. Düzeltme ${ displaystyle Delta}$ x kesişiminin mutlak değeridir. Kırılma tokluğu, uygunluk kalibrasyon yöntemi ile de düzeltilebilir. ${ displaystyle G_ {IC}}$ veren

${ displaystyle G_ {IC} = { frac {nP_ {C} delta _ {C}} {2Ba}}}$(4)

nerede ${ displaystyle n}$ en küçük karelerin eğimi ${ displaystyle günlüğü (C)}$ vs. ${ displaystyle günlüğü (a)}$.

Mod II laminar kırılma tokluğu

Kenar çentik eğme testi şeması.

Mod II laminar arası kırılma tokluğu, ASTM D7905 tarafından belirtilen bir kenar çentik eğme testi ile belirlenebilir.^[16] Numune, DCB numunesinin uzunluğuna sahip bir ilk çatlağa yol açmasıyla benzer şekilde hazırlanır. ${ displaystyle a_ {0}}$ polimer matrisin kürlenmesinden önce. Test ilk çatlakla yapılırsa (kırılmamış yöntem), aday kırılma tokluğu ${ displaystyle G_ {Q}}$ tarafından verilir

${ displaystyle G_ {Q} = { frac {3mP_ {max} ^ {2} a_ {0} ^ {2}} {2B}}}$

nerede ${ displaystyle B}$ numunenin kalınlığı ve ${ displaystyle P_ {max}}$ maksimum yük ve ${ displaystyle m}$uygun bir parametredir. ${ displaystyle m}$ en küçük kareler uygunluğa sahip deneysel sonuçlarla belirlenir ${ displaystyle C}$ çatlak uzunluğuna göre küp ${ displaystyle a ^ {3}}$ şeklinde

${ displaystyle C = A + ma ^ {3}}$.

Aday kırılma tokluğu ${ displaystyle G_ {Q}}$ mod II kırılma tokluğuna eşittir ${ displaystyle G_ {IIC}}$ gerilme enerjisi salım hızı belirli bir yüzdeye düşerse ${ displaystyle G_ {Q}}$ ASTM tarafından belirtilen farklı çatlak uzunluklarında.

Referanslar