Karakterisering af kompositter
På Teknologisk Institut specialiserer vi os i karakterisering af komposit-materialer.
De består af to eller flere komponenter/kompositter, der enkeltvis kan have vidt forskellige egenskaber sammenlignet med kompositmaterialet. Oftest er der tale om et bindemiddel (også kaldet en matrix) og forstærkende elementer såsom fibre, partikler eller plader.
Egenskaber og udfordringer
Kompositternes egenskaber bestemmes dels af de enkelte komponenters egenskaber (f.eks. matrix og fiber), dels af interaktionerne mellem komponenterne. Forståelse af komposittens egenskaber kræver derfor ikke kun en nøjagtig forståelse af de enkelte komponenter, men også af sammenspillet mellem dem. Forkerte sammensætninger af materialer eller forkert forarbejdning og behandling kan lede til ikke-optimale og uønskede egenskaber, f.eks. i form af
- Revner i matrix og ved grænseflader
- Delaminering
- Porøsitet i matrix eller mellem enkelte fibre
- Uensartethed
Karakterisering af kompositter
Teknologisk Institut tilbyder avanceret analyse af materialer og kan bl.a. hjælpe med:
- 3D Visualisering og kvantificering af porøsiteter: porøsiteter kan opstå under forarbejdningsprocessen, og ved brug af røntgen- og neutronstråling kan vi synliggøre porøsiteter ved hjælp af en rumlig opløsning på mikrometer-skala og endnu mindre.
- Forståelse af grænsefladen mellem delkomponenter: grænseflader er kritiske for kompositmaterialers egenskaber, og det er ofte her fejl opstår.
- Kvantificering af fiberlængde, -densitet og -orientering: fiberforstærkede kompositters egenskaber er tæt forbundet med fordelingen af de forstærkende fibre i matrixen.
- Kvantificering af partikelstørrelse og fordeling: kompositter med nano- eller mikropartikler kræver ofte høj kvalitet af dispensering og kontrol af partikelstørrelse.
- Fejlanalyse og kvalitetssikring: vores analysemetoder kan hjælpe med at fejlsøge og kvalitetssikre kompositterne – vi hjælper også med input til forbedringer.
Vi kan også analysere kompositter in situ, dvs. undervejs i en proces, for at forstå ændringer af egenskaber under påvirkning af mekanisk belastning, temperatur eller tryk.
Typer af kompositmaterialer vi arbejder med
Forskellige kompositmaterialer har unikke egenskaber og anvendelsesområder. Vi kan bl.a. hjælpe med at analysere:
- Fiberforstærkede polymerer (FRP): Materialer, hvor fibre som glas, kulstof eller aramid (f.eks. Kevlar®) er indlejret i en polymermatrix, f.eks. glasfiberforstærket epoxy.
- Metal Matrix Composites (MMC): Materialer der består af en metalmatrix, f.eks. aluminium, med indlejrede keramiske partikler eller fibre for at forbedre styrke og slidstyrke.
- Keramisk Matrix Composites (CMC): Kompositmaterialer, hvor keramiske fibre er indlejret i en keramisk matrix, hvilket resulterer i materialer med høj temperaturbestandighed og styrke.
- Nanokompositter: Materialer der består af en polymermatrix med indlejrede nanopartikler, hvilket kan forbedre mekaniske, termiske eller elektriske egenskaber.