세라믹 매트릭스 복합 재료 및 굽힘 특성

Overview

출처: 시나 샤바즈모하마디와 페이만 샤베이기-루드포스티-루드포스티,코네티컷 대학교 공학대학, 스토스, CT

뼈는 세라믹 매트릭스 및 폴리머 섬유 보강으로 만들어진 복합재료입니다. 세라믹은 압축 강도를 기여하며 폴리머는 인장 및 굴곡 강도를 제공합니다. 세라믹과 폴리머 소재를 양별로 결합하여, 본체는 특정 용도에 맞는 독특한 재료를 만들 수 있습니다. 생물 의학 엔지니어로서 질병이나 외상성 부상으로 인해 뼈를 대체하고 복제 할 수있는 능력을 갖는 것은 의학의 중요한 측면입니다.

이 실험에서는 파리의 석고가 있는 3개의 다른 세라믹 매트릭스 복합체(황산칼슘 화합물)를 만들고, 어떤 제제가 가장 강한지 결정하기 위해 3점 굽힘 테스트를 진행할 수 있도록 합니다. 세 가지 복합재료는 다음과 같습니다: 하나는 파리의 석고로만 구성되며, 하나는 석고 매트릭스에 혼합된 다진 유리 파편과 유리 유리 네트워크가 내장된 석고 매트릭스입니다.

Procedure

1. 일반 석고 샘플 1개 만들기

  1. 강사로부터 파란색 고무 금형을 가져옵니다. 각 금형은 3 개의 바 모양의 샘플을 만들 수 있으며 각 막대의 크기는 너비가 약 26mm, 길이는 43mm, 두께는 10mm입니다.
  2. 40그램의 마른 석고 파우더를 종이 컵에 넣습니다. 20ml의 탈온된 물을 천천히 넣고, 매끄러운 일관성이 이루어질 때까지 나무 막대기로 슬러리를 저어줍니다. 즉시 3 단계로 진행! 석고는 ~ 5 분 안에 경화하기 시작합니다.
  3. 결과 슬러리를 금형의 구획 중 하나에 붓습니다. 금형을 완전히 채우고 나무 막대기로 부드럽게 합니다. 컵과 여분의 석고를 버리십시오. 나중에 사용할 수 있도록 스틱을 유지합니다.

2. 두 개의 복합 샘플 만들기

  1. 다진 섬유 보강으로 만든 샘플을 준비하십시오.
    a.) 다진 유리 섬유 4그램을 종이 컵에 넣습니다.
    b.) 같은 컵에

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Results

전술한 일련의 테스트의 전반적인 목적은 다양한 복합 뼈 대체품 사이의 다양한 물리적 특성을 비교하는 것입니다. 굴곡 강도와 변형은 각각 방정식 4및 5를 사용하여 계산되어야 합니다. 각 샘플에 대한 스트레스와 변형은 MATLAB에 플롯됩니다. 이를 통해 각 데이터 집합에 대해 최대 굴근 강도와 해당 굴곡 균주를 찾을 수 있습니다. 각 데이터 포인트에 대한 응력(σf...

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Application and Summary

이 실험은 3가지 종류의 복합 재료에 대한 굴곡 강도를 연구하도록 설계되었습니다. 우리는 다른 보강 재료로 세 개의 표본을 조작했습니다. 매트릭스는 파리의 석고 (칼슘 황산염 화합물)였고, 우리는 다진 유리 섬유와 유리 섬유 테이프를 보강으로 사용했습니다. 우리는 가공 된 표본에 3 점 굽힘 테스트를 수행하고, 달성 된 데이터를 분석, 긴, 지향 섬유 대 짧은 임의의 섬유로 만든 복합재료의 ...

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