อิทธิพลของการเสริมกำลังด้วยวัสดุนาโนร่วมกับวัสดุเสริมกำลังเส้นใยดั้งเดิมในโครงสร้างวัสดุคอมโพสิต ลามิเนตแบบหลายขนาด - การทบทวนวรรณกรรม
Article Sidebar
Main Article Content
บทคัดย่อ
ในงานวิจัยฉบับนี้ มีวัตถุประสงค์เพื่อนำเสนออิทธิพลการเสริมกำลังด้วยวัสดุเสริมกำลังนาโนชนิด วัสดุแผ่นแกรฟีน (Graphene platelets, GPLs) กับกลุ่มโครงสร้างวัสดุคอมโพสิตที่เสริมกำลังด้วยวัสดุเส้นใย โดยปัจจุบันวัสดุแผ่นแกรฟีนได้ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในโครงสร้างวัสดุคอมโพสิต เนื่องจากคุณสมบัติที่ดีเยี่ยมของความแข็งแกร่ง ความแข็งแรง พื้นที่ผิวจำเพาะสูง ความหนาแน่นต่ำ และอื่น ๆ ดังนั้น จากปัจจัยสำคัญเหล่านี้นำไปสู่การพัฒนาโครงสร้างวัสดุคอมโพสิตลามิเนตประเภทใหม่ ที่เรียกว่า วัสดุคอมโพสิตลามิเนตแบบหลายขนาด (Multiscale laminated composite) โดยงานวิจัยนี้มุ่งเน้นนำเสนออิทธิพลสำคัญของวัสดุแผ่นแกรฟีนที่มีผลต่อการพัฒนาโครงสร้างวัสดุคอมโพสิตลามิเนตประเภทใหม่ ดังมีปัจจัยที่เกี่ยวข้องได้แก่ อัตราส่วนความเพรียว (l/d) สัดส่วนทางน้ำหนัก (wt%) การกระจายตัวของวัสดุแกรฟีน และ การจัดเรียงวัสดุเส้นใย ตามลำดับ
Article Details
อนุญาตภายใต้เงื่อนไข Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
บทความนี้เป็นลิขสิทธิ์ของวารสาร Engineering Transactions คณะวิศวกรรมศาสตร์และเทคโนโลยี มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีมหานคร
เอกสารอ้างอิง
Z.L. Lu, F. Lu, J.W. Cao, and D.C. Li, “Manufacturing properties of turbine blades of carbon fiber-reinforced SiC composite based on stereolithography,” Materials and Manufacturing Processes, vol. 29 (2), pp. 201–209, 2014.
C. Kong, H. Lee, and H. Park, “Design and manufacturing of automobile hood using natural composite structure,” Composites Part B: Engineering, vol. 91, pp. 18-26, 2016.
D. Balaji, P.S. Kumar, V. Bhuvaneshwari, L. Rajeshkumar, M.K. Singh, M.R. Sanjay, and S. Siengchin, “A review on effect of nanoparticle addition on thermal behavior of natural fiber–reinforced composites,” Heliyon, vol. 11, pp. 1-13, 2024.
ไพโรจน์ สิงหถนัดกิจ, “กลศาสตร์ของวัสดุคอมโพสิต”, จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย, 2559.
M. Patni, S. Minera, R.M.J. Groh, A. Pirrera, and P. M. Weaver, “Three-dimensional stress analysis for laminated composite and sandwich structures,” Composites Part B: Engineering, vol. 155, pp. 299-328, 2018.
B. Budiansky, and N.A. Fleck, “Compressive failure of fibre composites,” Journal of the Mechanics and Physics of Solids, vol 41(1), pp. 183-211, 1993.
C.V. Opelt, G.M. Cândido, and M.C. Rezende, “Compressive failure of fiber reinforced polymer composites – A fractographic study of the compression failure modes,” Materials Today Communications, vol. 15, pp. 218-227, 2018.
E. Greenhalgh, “Failure analysis and fractography of polymer composites.” Elsevier, pp. 164-273, 2009.
ณยา วงษ์พูน, ใจพร พุ่มคำ และศิรศักดิ์ เทพาคำ, ความรู้ทั่วไปเกี่ยวกับนาโนเทคโนโลยี, วารสารอาหารและยา, พฤษภาคม-สิงหาคม, หน้า 10-13, 2557.
C.O. Ujah, D.V.V. Kallon, and V.S. Aigbodion, , “Study on properties of high entropy alloys reinforced with carbon nanotubes/graphene – A review,” Journal of Alloys and Metallurgical Systems,vol. 8, pp. 100117, 2024.
V.K. Sharma, “Influence of amine functionalized multi-walled carbonnanotubes on the mechanical properties of carbonfiber/epoxy composites,” Materials Today: Proceedings, vol. 37(2), pp. 2978-2981, 2021.
ทวีชัย อมรศักดิ์ชัย, คอมพอสิทเสริมแรงด้วยเส้นใยสั้น, ไอดี ออล ดิจิตอลพริ้นท์, กรุงเทพ, 2559.
V.U. Siddiqui, S.M. Sapuan, and M.R. Hassan, “Innovative dispersion techniques of graphene nanoplatelets (GNPs) through mechanical stirring and ultrasonication: impact on morphological, mechanical, and thermal properties of epoxy nanocomposites,” Defence Technology, vol. 43, pp. 13-25, 2025.
X. Su, R. Wang, X. Li, S. Araby, H.C. Kuan, M. Naeem, and J. Ma, “A comparative study of polymer nanocomposites containing multi-walled carbon nanotubes and graphene nanoplatelets,” Nano Materials Science, vol. 4(3), pp. 185-204, 2022.
Y. Jeawon, G.A. Drosopoulos, G. Foutsitzi, G.E. Stavroulakis, and S. Adali, “Optimization and analysis of frequencies of multi-scale graphene/fibre reinforced nanocomposite laminates with non-uniform distributions of reinforcements,” Engineering Structures, vol. 228, pp. 111525, 2021.
B.R. Abhiram, and D. Ghosh, “Influence of nanofiller agglomeration on fracture properties of polymer nanocomposite: Insights from atomistic simulation,” Engineering Fracture Mechanics, vol. 290, pp. 109503, 2023.
E. Sobhani, A.R. Masoodi, O. Civalek, A.R. Ahmadi-Pari, “Agglomerated impact of CNT vs. GNP nanofillers on hybridization of polymer matrix for vibration of coupled hemispherical-conical-conical shells,” Aerospace Science and Technology, vol. 120, pp. 107257, 2022.
F. Ebrahimi, and A. Dabbagh, “Vibration analysis of fluid-conveying multi-scale hybrid nanocomposite shells with respect to agglomeration of nanofillers,” Defence Technology, vol. 17(1), pp. 212-225, 2021.
J. Wang, L. Gong, S. Xi, C. Li, Y. Su, and L. Yang, “Synergistic effect of interface and agglomeration on Young's modulus of graphene-polymer nanocomposites,” International Journal of Solids and Structures, vol. 292, pp. 112716, 2024.
G.A. Drosopoulos, C. Gogos, and G. Foutsitzi, “Multi-objective optimization for maximum fundamental frequency and minimum cost of hybrid graphene/fibre-reinforced nanocomposite laminates,” Structures, vol. 54, pp. 1593-1607, 2023.
B.R. Abhiram, and D. Ghosh, “Influence of nanofiller agglomeration on fracture properties of polymer nanocomposite: Insights from atomistic simulation,” Engineering Fracture Mechanics, vol. 290,pp. 109503, 2023.
A.R. Alian, S. El-Borgi, and S.A. Meguid, “Multiscale modeling of the effect of waviness and agglomeration of CNTs on the elastic properties of nanocomposites,” Computational Materials Science, vol. 117, pp. 195-204, 2016.
A. Wazeer, A. Das, C. Abeykoon, A. Sinha, and A. Karmakar, “Composites for electric vehicles and automotive sector: A review,” Green Energy and Intelligent Transportation, vol. 2(1), pp. 100043, 2023.
Y. Jeawon, G.A. Drosopoulos, G. Foutsitzi, G.E. Stavroulakis, and S. Adali, “Optimization and analysis of frequencies of multi-scale graphene/fibre reinforced nanocomposite laminates with non-uniform distributions of reinforcements,” Engineering Structures, vol. 228, pp. 111525, 2021.
H.Q. Duan, H.M. Zhang, X.W. Cheng, X.N. Mu, Q.B. Fan, N. Xiong, K. Feng, Y. Wang, K.F. Zheng, and Z.Y. Yang, “Enhanced strength and toughness in TC4-(GNPs/TC4) composites via heterogeneous multi-scale lamination design,” Materials Characterization, vol. 216, pp. 114184, 2024.
M. Rafiee, X.F. Liu, X.Q. He, and S. Kitipornchai, “Geometrically nonlinear free vibration of shear deformable piezoelectric carbon nanotube/fiber/polymer multiscale laminated composite plates,” Journal of Sound and Vibration, vol. 333, pp. 3236-3251, 2014.
K. Guo, Y. Deng, Y. Ren, and H. Jiang, “Multi-scale moisture diffusion modeling and analysis of carbon/Kevlar-fiber hybrid composite laminates under the hygrothermal aging environment,” Polymer Degradation and Stability, vol. 229, pp. 110952, 2024.
C. Xingyu, K. Wang, Z. Wang, and Y. Huang, “Multi-Scale Simulation of Mo-Ag Laminated Metal Matrix Composites with Mo-Ag Diffusion Layer and Parallel Gap Resistance Welding in Solar Cells,” Journal of Materials Research and Technology, vol. 30, pp. 1380-1387, 2024.
M. Rafiee, F. Nitzsche, and M.R. Labrosse, “Modeling and mechanical analysis of multiscale fiber-reinforced graphene composites: Nonlinear bending, thermal post-buckling and large amplitude vibration,” International Journal of Non-Linear Mechanics, vol. 103, pp. 104-112, 2018.
J. Zhao, D.X. Su, J.M. Yi, G. Cheng, L.S. Turng, and T. Osswald, “The effect of micromechanics models on mechanical property predictions for short fiber composites,” Composite Structures, vol. 244, pp. 112229, 2020.
