테네시 대학 팀은 고무의 결함을 확인하고 예측하는 새로운 방법을 개발했습니다.

테네시주 녹스빌 - 테네시 대학교 녹스빌과 이스트만 연구팀이 개발한 고무 제조의 일관성과 품질을 보장하는 새로운 방법은 자동차와 같은 제품의 재료 지속 가능성과 내구성에 실제 영향을 미칠 가능성이 높습니다. 타이어.

미국과 전 세계의 소비자가 점점 더 전기 자동차에 대한 인센티브를 받고 화석 연료 의존도에서 벗어나면서 현재 EV 사용자는 예상치 못한 유지 관리 문제를 발견했습니다. 더 높은 중량과 더 높은 토크로 인해 EV는 표준 타이어에 더 많은 압력을 가해 내연기관 차량의 타이어보다 타이어 성능이 30% 더 빨리 저하됩니다.

UT의 Fred N. Peebles 교수이자 IAMM Dayakar Penumadu 의장은 전기 공학 대학원생 Jun-Cheng Chin, 박사후 연구원 Stephen Young 및 세 명의 Eastman 과학자와 함께 고무 제조의 가장 일반적인 과제 중 하나인 결함 식별을 해결하기 위한 연구를 최근 발표했습니다. 자료에.

고무에는 강도, 탄성 및 기타 유리한 특성을 향상시키는 산화 아연 및 황과 같은 첨가제가 포함되어 있습니다. 자동차 타이어 등 고무 제품 전체에 성분이 고르게 분포되지 않으면 재료에 결함이 생겨 제품이 조기 분해될 수 있습니다.

Penumadu는 “황과 같은 성분이 잘 분산되지 않으면 국부적인 딱딱한 부분이 생성됩니다.”라고 말했습니다. "그 단단한 재료는 많은 기계적, 열적 응력을 끌어당겨 재료가 조기에 저하됩니다."

사람의 머리카락 굵기 정도의 결함이라도 자동차 타이어와 같은 대형 고무 부품의 수명을 단축시킬 수 있습니다.

Penumadu는 "이는 안전과 경제적 영향으로 이어진다"고 말했습니다.

이러한 결함(파괴 역학으로 알려진 분야)을 식별하고 연구하는 것은 재료의 성능을 이해하는 데 매우 중요합니다. 그러나 문제가 발생하기 전에 이러한 결함을 찾아내는 것은 오랫동안 고무 산업을 괴롭혀온 문제입니다.

"현재 업계 접근 방식은 작은 고무 샘플을 잘라낸 다음 광학 현미경으로 관찰하는 것입니다."라고 Penumadu는 말했습니다. “이것은 지루하고 파괴적일 뿐만 아니라 신뢰할 수 없습니다. 불투명한 샘플에서 불일치를 확인해야 하는 위치를 미리 추측해야 합니다."

또한 광학현미경은 고무 성분을 구별할 수 없습니다. 예를 들어 황과 산화아연은 ​​모두 흰색 반점으로 나타납니다.

푸누마두 팀은 광학 분석에서 X선 ​​컴퓨터 단층 촬영으로 전환하여 이 문제를 극복했습니다. 시료를 통과하는 X선은 부딪치는 물질에 따라 다르게 산란되고 흡수됩니다. 그런 다음 컴퓨터는 고무 내부의 디지털 3D 모델을 재구성합니다.

“이것은 매우 중요한 포인트입니다.”라고 Penumadu는 말했습니다. "XCT를 사용하면 재료 내부를 비침습적으로 볼 수 있으며 실제로 각 구성 요소의 분포를 볼 수 있습니다."

이 새로운 방법을 적용하면 고무 산업의 결함을 확인하고 예측하는 능력이 향상되며 궁극적으로 보다 일관된 품질과 오래 지속되는 고무 제품을 얻을 수 있습니다.

10월에 팀은 새로운 XCT 방법과 그들의 연구 결과.

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