Khảo sát thanh composite gia cường thảm chống lầy Heavy Trackway của Hà Lan

Bài viết đề cập tới việc khảo sát thanh composite gia cường của thảm chống lầy của Hà Lan, là bộ phận chính làm nên kết cấu của thảm chống lầy, có ý nghĩa quyết định đến chịu tải trọng của thảm. Các phương pháp nghiên cứu sơ bộ về tính chất nhiệt, cấu trúc tế vi và tính chất cơ lý cơ bản của thanh composite.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Khảo sát thanh composite gia cường thảm chống lầy Heavy Trackway của Hà Lan Hóa học và Kỹ thuật môi trường KHẢO SÁT THANH COMPOSITE GIA CƯỜNG THẢM CHỐNG LẦY HEAVY TRACKWAY CỦA HÀ LAN Phạm Quang Thuần*, Nguyễn Trần Hùng, Đỗ Đình Trung Tóm tắt: Bài báo đề cập tới việc khảo sát thanh composite gia cường của thảm chống lầy của Hà Lan, là bộ phận chính làm nên kết cấu của thảm chống lầy, có ý nghĩa quyết định đến chịu tải trọng của thảm. Các phương pháp nghiên cứu sơ bộ về tính chất nhiệt, cấu trúc tế vi và tính chất cơ lý cơ bản của thanh composite.Từ khóa: Thảm chống lầy; Heavy trackway. 1. MỞ ĐẦU Vật liệu composite có rất nhiều tính năng ưu việt so với vật liệu truyền thống như: độ bềncơ học cao, khối lượng riêng bé; chịu được môi trường ẩm mặn, bức xạ mặt trời, không bịtác động của các sinh vật biển như hàu, hà, các loại vi sinh vật khác; có khả năng kết hợp vớicác loại vật liệu khác như gỗ, kim loại,… để vừa tăng sức bền vừa giảm giá thành; dễ tạodáng, độ bóng bề mặt cao, kín nước tuyệt đối; dễ thi công, dễ sữa chửa, thiết bị thi công đơngiản; tuổi thọ cao trên 20 năm; chi phí bảo dưỡng thấp. Do vậy, vật liệu composite đã đượcsử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực, đặc biệt gần đây đã được ứng dụng trong lĩnh vực chếtạo vũ khí trang bị trong quân sự và các loại vật liệu cao cấp trong nhiều lĩnh vực công nghệcao. Thảm chống lầy Heavy trackway của Hà Lan đang được quân đội Nato sử dụng trongtác chiến vùng nền đất yếu và vùng ven biển cho xe công binh và trực thăng loại nhỏ. Bộphận chính kết cấu lên thảm chống lầy gồm ba phần chính: thanh gia cường, sợi cáp kimloại, sợi polime bện. Trong đó kết cấu chính quyết định nên khả năng chịu tải trọng và làmviệc của thảm chống lầy là các thanh composite. Bài báo khảo sát phân tích thanh compositeđể có phương hướng chế tạo thay thế trong điều kiện Việt Nam. 2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Kính hiển vi điện tử quét SEM, phổ phân tán năng lượng tia X EDX, phân tích thay đổikhối lượng theo nhiệt độ TGA, phân tích nhiệt vi sai DSC, phổ hồng ngoại, tính chất cơ lýtheo ASTM D 4476. 3. THỰC NGHIỆM VÀ KẾT QUẢ3.1. Khảo sát hình dạng và tỷ trọng của thanh composite Thanh composite có dạng màu đen, hình trụ dài theo chiều rộng của thảm chống lầy(thảm chống lầy có chiều rộng 4,2 mét). Đường kính 11,7 mm; khối lượng riêng 14,5 g/cm3. Hình 1. Một phần của thảm chống lầy Heavy trackway.22 P. Q. Thuần, N. T. Hùng, Đ. Đ. Trung, “Khảo sát thanh … Heavy Trackway của Hà Lan.”Nghiên cứu khoa học công nghệ3.2. Khảo sát phân tích mẫu thanh composite Phân tích bề mặt ngang và dọc của vật liệu bằng kính hiển vy điện tử quét SEM chobiết được cấu trúc tế vi của bề mặt vật liệu. Hình 2. Chụp SEM mẫu thanh composite theo hai phương khác nhau. Từ hình 2, vật liệu cấu thành gồm các sợi được sắp xếp bố trí dọc theo chiều dài củathanh. Các sợi được sắp xếp đều không bị bó lại, phù hợp với điều kiện chịu lực theophương ngang của vật liệu (chịu lực cắt ngang của vật liệu). Theo các tài liệu, các loại sợi cóthể được sử dụng chế tạo vật liệu như: sợi thủy tinh, sợi kevlar, sợi carbon, sợi gốm,… Phương pháp phân tích nhiệt vi sai DSC, phân tích thay đổi khối lượng theo nhiệt độTGA xác định được các thành phần cơ bản cấu thành nên vật liệu. Mỗi loại vật liệu cóphân hủy nhiệt độ khác nhau, các loại nhựa thường có nhiệt độ phân hủy thấp hơn các loạisợi như nói ở trên. Điều kiện phân huỷ nhiệt: mẫu được phân tích trong môi trường không khí, nhiệt độtăng từ 0 đến 850 oC, với tốc độ 5 oC/phút. Kết quả: phần rắn không thay đổi trọng lượng chiếm 0.27% KL được phân tích EDX. Từ kết quả cho thấy mẫu chứa khoảng 45% KL là nhựa, 55% KL là sợi.Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số Đặc san Viện Hóa học - Vật liệu, 9 - 2020 23 Hóa học và Kỹ thuật môi trường Quá trình phân huỷ nhiệt cho thấy 3 peak suy giảm KL: Peak 177.14 oC; Peak 357.49 oC; Peak 780.04 oC. Kết quả phân tích phần cặn tro (0,27% khối lượng). Phương pháp phân tích EDX thành phần tro xác định các nguyên tố trong mẫu xác địnhđược sợi được dùng chế tạo thanh. Chụp EDX kết quả được chỉ ra trong hình 3. Figure: Experiment: Thang48A Crucible:PT 100 µl Atmosphere:Air Labsys TG 21/03/2016 Procedure: RT ----> 850C (5 C.min-1) (Zone 2) Mass (mg): 14.36 TG/% dTG/% /min HeatFlow/µV 80 ...