テネシー大学のチームがゴムの欠陥を観察および予測する新しい方法を開発

テネシー州ノックスビル – テネシー大学ノックスビル校とイーストマン校の研究チームによって開発された、ゴム製造の一貫性と品質を確保するための新しい方法は、自動車などの製品の材料の持続可能性と耐久性に現実世界の影響を与える可能性があります。タイヤ。

米国および世界中の消費者が電気自動車への意欲を高め、化石燃料への依存から離れる中、現在の EV ユーザーは予期せぬメンテナンスの問題を発見しました。 EV は重量とトルクが大きいため、標準タイヤにかかる圧力が大きくなり、内燃車のタイヤよりも 30% 早く劣化します。

UTのフレッド・N・ピーブルズ教授でIAMMエクセレンス議長のダヤカール・ペヌマドゥ氏は、電気工学大学院生のジュンチェン・チン氏、博士研究員スティーブン・ヤング氏、イーストマンの科学者3名とともに、ゴム製造の最も一般的な課題の1つである欠陥の特定を解決することを目的とした研究を最近発表した。素材の中で。

ゴムには、強度、弾性、その他の好ましい特性を向上させるために機能する酸化亜鉛や硫黄などの添加剤が含まれています。車のタイヤなどのゴム製品全体に成分が均一に分散されていない場合、材料に欠陥が生じ、製品の早期劣化の原因となります。

「硫黄などの成分がうまく分散しないと、局所的なハードスポットが生成されます」とペヌマドゥ氏は言う。 「硬いものは多くの機械的応力と熱的応力を引きつけ、材料の劣化を早めてしまいます。」

髪の毛ほどの幅の傷でも、車のタイヤなどの大きなゴム部品の寿命を縮める可能性があります。

「それは安全性と経済的影響につながります」とペヌマドゥ氏は語った。

このような欠陥を特定して研究すること (破壊力学として知られる分野) は、材料がどのように機能するかを理解するために重要です。しかし、問題を引き起こす前にそのような欠陥を発見することは、ゴム業界を長年悩ませてきた問題です。

「現在の業界のアプローチは、ゴムの小さなサンプルを切り出し、それを光学顕微鏡で観察することです」とペヌマドゥ氏は語った。 「これは退屈で破壊的なだけでなく、信頼性もありません。不透明なサンプルのどこに不一致がないかをチェックする必要があるかを、事前に推測する必要があります。」

さらに、光学顕微鏡ではゴム成分を区別することができません。たとえば、硫黄と酸化亜鉛は両方とも白い斑点として見えます。

ペヌマドゥ氏のチームは、光学分析から X 線コンピューター断層撮影に切り替えることで、この問題を克服しました。サンプルを通過した X 線は、衝突する物質に応じて異なる方法で散乱および吸収されます。次に、コンピューターがゴム内部のデジタル 3D モデルを再構築します。

「これは非常に重要な点です」とペヌマドゥ氏は語った。 「XCT を使用すると、材料の内部を非侵襲的に見ることができ、各成分の分布を実際に見ることができます。」

この新しい方法の適用により、ゴム業界の欠陥の観察および予測能力が向上し、最終的にはより安定した品質とより長持ちするゴム製品につながるでしょう。

10月、チームは、新しいXCT法と彼らの研究結果。

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