Команда Університету Теннессі розробляє новий метод для перегляду та прогнозування дефектів гуми

Ноксвілл, Теннессі – Новий метод забезпечення послідовності та якості виробництва гуми, розроблений дослідницькою групою з Університету Теннессі, Ноксвілла та Істмена, ймовірно, продемонструє реальний вплив на стійкість матеріалів і довговічність таких продуктів, як автомобіль. шини.

Оскільки споживачі в США та в усьому світі все більше заохочуються до електромобілів і відмовляються від використання викопного палива, поточні користувачі електромобілів виявили неочікувану проблему технічного обслуговування. Завдяки поєднанню більшої ваги та вищого крутного моменту електромобілі створюють більший тиск на стандартні шини, спричиняючи їх руйнування на 30% швидше, ніж шини на автомобілях із внутрішнім згорянням.

Професор Фред Н. Піблз з Університетського університету та голова відділу передового досвіду IAMM Даякар Пенумаду разом із аспірантом з електротехніки Джун-Чен Чіном, постдокторантом Стівеном Янгом і трьома вченими Eastman нещодавно опублікували дослідження, спрямоване на вирішення однієї з найпоширеніших проблем у виробництві гуми: виявлення недоліків. в матеріалі.

Гума містить добавки, такі як оксид цинку та сірка, які покращують міцність, еластичність та інші корисні властивості. Якщо інгредієнти не розподіляються рівномірно по гумовому виробу, такому як автомобільна шина, матеріал матиме дефекти, які призведуть до передчасного розкладання продукту.

«Якщо такі компоненти, як сірка, погано розподіляються, це створює локалізовані тверді плями», — сказав Пенумаду. «Ця тверда речовина притягує багато механічних і термічних навантажень, через що матеріал передчасно руйнується».

Навіть дефект шириною з людську волосину може скоротити термін служби такого великого гумового компонента, як автомобільна шина.

"Це призводить до безпеки та економічних наслідків", - сказав Пенумаду.

Виявлення та вивчення таких недоліків — галузь, відома як механіка руйнування — має вирішальне значення для розуміння того, як матеріал працюватиме. Проте пошук таких недоліків до того, як вони спричинять проблеми, є проблемою, яка вже давно мучить гумову промисловість.

«Поточний промисловий підхід полягає у тому, щоб вирізати невеликий зразок гуми, а потім спостерігати його під оптичним мікроскопом», — сказав Пенумаду. «Це не тільки стомлююче та руйнівне, але й ненадійне. Це вимагає, щоб ви заздалегідь вгадали, де в непрозорому зразку потрібно перевірити наявність невідповідностей».

Крім того, оптичні мікроскопи не можуть відрізнити компоненти каучуку — наприклад, сірка та оксид цинку виглядають як білі плями.

Команда Пенумаду подолала цю проблему, перейшовши з оптичного аналізу на рентгенівську комп’ютерну томографію. Рентгенівські промені, які проходять через зразок, розсіюються та поглинаються по-різному залежно від матеріалів, на які вони потрапляють. Потім комп’ютер реконструює цифрову 3D-модель внутрішньої частини гуми.

"Це дуже важливий момент", - сказав Пенумаду. «XCT дозволяє нам неінвазивно побачити внутрішню частину матеріалу, і ми фактично можемо побачити розподіл кожного компонента».

Застосування цього нового методу збільшує здатність гумової промисловості бачити та прогнозувати недоліки та, зрештою, призведе до стабільнішої якості та довговічності гумових виробів.

У жовтні команда отримала нагороду 2021 Publication Excellence Award від Journal of Rubber Chemistry and Technology за новаторську статтю «Кількісний аналіз дисперсії сірки в еластомерних шинах за допомогою рентгенівської комп’ютерної томографії високої роздільної здатності», в якій обговорюється новий метод XCT і результати своїх досліджень.

#гумові деталі、#гумовий виріб、#гумовий ущільнювач、#гумова прокладка、#гумовий сильфон、#спеціальна гумова деталь、 #автомобільні гумові деталі、#гумова суміш、#гумова втулка#Силіконові гумові деталі、#Силіконові деталі на замовлення、#гумовий шланг