Carbon Nanotube Enhanced Aerospace Composite Materials: A New Generation of Multifunctional Hybrid Structural Composites

افزایش مستند استفاده از کامپوزیت‌های با کارایی بالا به‌عنوان مواد ساختاری در اجزای هوافضا، تقاضاها را از نظر عملکرد دینامیکی، یکپارچگی ساختاری، سیستم‌های پایش عمر قابل اعتماد و توانایی‌های فعال‌سازی تطبیقی ​​افزایش می‌دهد. فن آوری های فعلی به طور جداگانه به مسائل فوق می پردازند. هدف خیاطی اموال مواد و شیوه‌های طراحی سفارشی افزایش ویژگی‌های پویا و تحمل آسیب است، در حالی که نظارت و فعال‌سازی عمر با سنسورهای تعبیه‌شده انجام می‌شود که ممکن است برای یکپارچگی ساختاری قطعه مضر باشد.

این نشریه خواص منحصربه‌فرد نانولوله‌های کربنی (CNT) را به‌عنوان یک ماده افزودنی در ماتریس پلاستیک‌های تقویت‌شده با الیاف (FRP)، برای تولید کامپوزیت‌های ساختاری با عملکرد مکانیکی بهبودیافته و همچنین قابلیت‌های سنجش/فعال‌سازی بررسی می‌کند. ترکیب موفقیت‌آمیز ویژگی‌های CNT و فناوری‌های فعال حسگر موجود منجر به تحقق ساختار FRP چند منظوره می‌شود. جلد حاضر، وضعیت پژوهش های هنری در این زمینه را ارائه می دهد.

مشارکت‌ها تمام جنبه‌های سیستم‌های مرکب جدید را پوشش می‌دهند، یعنی مدل‌سازی از مقیاس نانو تا کلان، افزایش کارایی ساختاری، پراکندگی و ساخت، توانایی‌های نظارت یکپارچه سلامت، پایش رامان، و همچنین قابلیت‌هایی که آرایه‌های نانولوله‌های کربنی سفارشی از نظر سنجش و/یا فعال‌سازی در کامپوزیت‌های هوافضا ارائه می‌شوند.

The well documented increase in the use of high performance composites as structural materials in aerospace components is continuously raising the demands in terms of dynamic performance, structural integrity, reliable life monitoring systems and adaptive actuating abilities. Current technologies address the above issues separately; material property tailoring and custom design practices aim to the enhancement of dynamic and damage tolerance characteristics, whereas life monitoring and actuation is performed with embedded sensors that may be detrimental to the structural integrity of the component.

This publication explores the unique properties of carbon nanotubes (CNT) as an additive in the matrix of Fibre Reinforced Plastics (FRP), for producing structural composites with improved mechanical performance as well as sensing/actuating capabilities. The successful combination of the CNT properties and existing sensing actuating technologies leads to the realization of a multifunctional FRP structure. The current volume presents the state of the art research in this field.

The contributions cover all the aspects of the novel composite systems, i.e. modeling from nano to macro scale, enhancement of structural efficiency, dispersion and manufacturing, integral health monitoring abilities, Raman monitoring, as well as the capabilities that ordered carbon nanotube arrays offer in terms of sensing and/or actuating in aerospace composites.