Baza Publikacji Pracowników Politechniki Lubelskiej

Status:
Warianty tytułu:	Właściwości elektryczne laminatów aluminium-kompozyty polimerowo-włókniste
Autorzy:	Surowska Barbara, Ostapiuk Monika
Rok wydania:	2016
Wersja dokumentu:	Drukowana \| Elektroniczna
Język:	angielski
Numer czasopisma:	4
Strony:	223 - 229
Bazy:	BazTech \| Google Scholar
Efekt badań statutowych	NIE
Materiał konferencyjny:	NIE
Publikacja OA:	TAK
Licencja:
Sposób udostępnienia:	Otwarte czasopismo
Wersja tekstu:	Ostateczna wersja opublikowana
Czas opublikowania:	W momencie opublikowania
Abstrakty:	polski \| angielski
	Laminaty metalowo-włókniste (FML) zawierające kompozyt wzmacniany włóknem węglowym (CFRP) są atrakcyjnym materiałem konstrukcyjnym ze względu na specyficzne właściwości mechaniczne i elektryczne. Problemem w FML jest podatność na korozję galwaniczną w wilgotnym środowisku ze względu na obecność warstw metalu. W przypadku laminatów stop aluminium - kompozyt wzmacniany włóknem szklanym (GFRP) korozja ograniczona jest tylko do zewnętrznych powierzchni metalu, jeśli nie są one zabezpieczone warstwą antykorozyjną. W laminatach wzmacnianych włóknem węglowym prawdopodobieństwo zaistnienia korozji jest znacznie wyższe z powodu przewodności elektrycznej włókien. Dlatego projektując materiały, w których włókno przewodzące pełni rolę sensora z wykorzystaniem również właściwości piezomechanicznych, konieczna jest znajomość właściwości elektrycznych komponentów oraz wytworzonych materiałów na równi z ich właściwościami mechanicznymi. W pracy przedstawiono pomiary rezystywności powierzchniowej komponentów - anodowanej w roztworze kwasu siarkowego (SAA) blachy ze stopu AW2024T3 oraz kompozytów lotniczych CFRP, GFRP-R i GFRP-S utwardzanych autoklawowo i rezystywności kontaktowej laminatów hybrydowych aluminium - CFRP oraz aluminium - GFRPCFRP. Rezystywność powierzchniową kompozytu węglowego wyznaczano przy umieszczeniu elektrod paskowych równolegle i poprzecznie do kierunku włókien. W laminatach elektrody wklejono pomiędzy blachę i kompozyt oraz pomiędzy kompozyty węglowy i szklany, równolegle do przebiegu włókien. Podczas pomiarów rezystywności powierzchniowej mierzono zmianę temperatury, wykorzystując kamerę termowizyjną. W wyniku badań wykazano bardzo wysoką rezystywność warstwy anodowanej, porównywalną z rezystywnością kompozytu GFRP, potwierdzając właściwości izolacyjne tych materiałów. Kompozyt CFRP charakteryzuje słaba przewodność elektryczna, przy czym rezystywność jest o trzy rzędy wyższa od spotykanej w literaturze. Ponieważ badany kompozyt należy do wysokojakościowych z certyfikatem lotniczym i utwardzany był w autoklawie, cechuje się dużą jednorodnością strukturalną, znikomą porowatością i wysoką czystością powierzchni, co przekłada się na wyższą wartość rezystancji. Pomiary rezystywności kontaktowej w układzie płaskim (‘in-plane”) wykazały, że na granicy kompozytu CFRP z aluminium i z kompozytem GFRP rezystywność odpowiada rezystywności powierzchniowej CFRP, co świadczy o uzyskaniu bariery izolacyjnej.
	Hybrid materials such as Fibre Metal Laminates (FMLs) containing carbon fibre reinforced polymers (CFRPs) are very attractive candidates for novel design strategies due to their specific properties. However, Fibre Metal Laminates (FMLs) may be susceptible to galvanic and electrochemical corrosion in a damp environment due to the applied metal sheets. Aluminium alloy-glass/epoxy composite FMLs exhibit high corrosion resistance. Their corrosion process is limited to the metal outer layers if they are not protected because glass fibre reinforced composites are non-conductive. Galvanic corrosion initiation is likely when a composite contains carbon fibres, owing to the electric conductivity of these fibres. Therefore, it is necessary to determine the electrical properties of the produced hybrid materials. Measurements were made to determine the surface resistivity of components and contact resistivity of the laminates. Investigations were conducted on on a polymer composite and FMLs consisting of aluminium 2024-T3 joined with GFRPs (R-glass, S-glass) and CFRP. The aluminium alloy sheet was anodized in a sulphuric acid solution (SAA process). The composite plates and hybrid laminates were cured in the autoclave process. The surface resistance of the materials was determined by measuring the drop in current using the two probe method and strip electrodes. In the laminate specimens, the electrodes were placed in the longitudinal direction between the corresponding layers. The interlaminar interface properties of these laminates were studied by measuring the contact electrical resistivity of this interface. Moreover, the variation in temperature with time during electrical measurements was recorded by means of the thermovision technique for the composite specimens. This study revealed that the aluminium oxide and GFRP-R composite are insulators with very high but negative surface resistivity. The surface resistivity of the CFRP composite is equal to about 102 ÷103Ω and depends on the direction of the fibres. When the electrodes are located perpendicularly to the fibres, the surface resistivity is lower and the surface temperature increases locally. Generally the contact resistivity of this composite is ~103 times higher than indicated in literature. It is a result of the high quality of the prepreg and autoclave curing of the laminate. The measurements of electrical contact resistivity indicated that it is possible to obtain a dielectric interface between the aluminium alloy and carbon reinforced composite by anodizing the aluminium and applying aglass prepreg layer 0.25 mm thick. The thinner glass composite layer does not increase the in-plane contact resistivity.

Informacja o cookies

Electrical properties of aluminium-fibre reinforced composite laminates

Artykuł w czasopiśmie