Termisk och mekanisk cykling av tunnskiktskompositer för kryogena tillämpningar.

Syfte och mål

I detta projekt har vi undersökt effekten av termomekanisk cykling av tunnskiktskompositer avsedda för kryogena vätelagringsapplikationer. Kvasistatiska, mekaniska och termiska utmattningstester utfördes enligt plan. Endast ett fåtal matrissprickor observerades vid mycket hög belastning och mycket stort antal cykler. Dessa sprickor initierades, men växte inte längs bredden på provstavarna. Resultaten visar att den valda tunnskiktskompositen, levererad av Oxeon, har potential som möjlig materiallösning för framtida lätta vätgastankar.

Resultat och förväntade effekter

Testresultaten visade att materialet har en hög skadetålighet och gör det därför till en intressant kandidat för tillverkning av vätgastankar och rör i komposit. Den mycket begränsade tillväxten av skador under belastning indikerar att det inte finns uppenbara läckagevägar genom tjockleken som skulle äventyra materialets funktionalitet. Materialets hållbarhet under kryogena driftstemperaturer ser lovande ut. Projektet stärker Sveriges forskningsposition inom området och möjliggör marknadsföring av Oxeons material för vätgaslagringsapplikationer.

Upplägg och genomförande

Lämpliga material (fiberförstärkning och polymermatris) valdes ut, och kompositlaminat med tvärskikt tillverkades genom fiberlindning på en plan verktygsyta. Laminaten inspekterades för skador och defekter och prover förbereddes för testning. De utvalda materialen levererades av Oxeon. Tillverkning av korslaminat genom fiberlindning och provberedning gjordes av RISE. Kvasistatiska, termiska och mekaniska utmattningstester utfördes av LiU. Termiska utmattningstester ner till -196 °C utfördes med hjälp av flytande kväve.