Graphene modified composites for long-term high-temperature applications stage 2
Diarienummer | |
Koordinator | RISE SICOMP AB - RISE SICOMP AB, Piteå |
Bidrag från Vinnova | 591 000 kronor |
Projektets löptid | augusti 2019 - februari 2021 |
Status | Avslutat |
Utlysning | Strategiska innovationsprogrammet SIO Grafen |
Syfte och mål
Projekt syftar till att generera högpresterande CFRP med HT-PI-harts, detta genom att använda grafen som diffusionsbarriär för att erhålla förbättrad hållbarhet vid höga driftstemperaturer och aerobt tillstånd. Mekaniska egenskaper för CFRP med och utan grafenmodifiering mättes och jämfördes efter 500 timmar och 1000 timmar oxidation vid 320°C. CFRP med grafen behåller 87% av egenskaperna medan CFRP utan grafen förlorade nästan 85% av sina egenskaper efter 1000 timmar. Simuleringar utfördes och den modellerade kinetiska prestandan passade väl de experimentella resultaten.
Resultat och förväntade effekter
Grafen integrerades i HT-PI-baserad CFRP som ytskyddsskikt och som matrismodifierare. Kompositerna med och utan grafen tillverkades med samma process. Mekaniska egenskaper mättes efter oxidation vid 320 ° C under 500 timmar och 1000 timmar. En extremt låg grafenkoncentration i CFRP (t.ex. ~ 3x10-6 g/cm2 på CFRP-ytan och 0,5 viktprocent i matrisen, vilken utgör ~ 45 volymprocent av hela CFRP) ledde till att 65% och 87% av CFRP: s mekaniska egenskaper bevarades, efter 1000 timmars oxidation vid 320°C.
Upplägg och genomförande
Projektgruppen innehållande GKN Aerospace, Waxna Graphite, RISE SICOMP och Nexam Chemical fortsatte att utveckla tekniken som bygger på att använda grafen i CFRP för att erhålla bättre hållbarhet vid höga temperaturer. Enligt plan genomfördes material- och processutveckling, dynamisk simulering, nanosäkerhet och resultatspridning framgångsrikt. Över 80% av de mekaniska egenskaperna kan bevaras efter 1000 timmars oxidation vid 320 ° C med låg grafenkoncentration, medan CFRP utan grafen förlorade nästan 85% av dess egenskaper.