Name: wicking tests for unidirectional fabrics: measurements of capillary parameters to evaluate capillary pressure in liquid composite molding processes
Uploaded: 2017-01-27T13:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Wicking Tests for Unidirectional Fabrics: Measurements of Capillary Parameters to Evaluate Capillary Pressure in Liquid Composite Molding Processes at JoVE.co

الحذر: التشاور مع جميع بيانات سلامة المواد ذات الصلة. المواد الكيميائية المستخدمة في الاختبارات السامة والمسببة للسرطان. استخدام معدات الوقاية الشخصية (النظارات الواقية والقفازات ومعطف المختبر، والسراويل كامل طول، والأحذية المغلقة اصبع القدم). <p class="jove_title" style=";te...

<ol>
	<li>Lawrence, J. M., Neacsu, V., Advani, S. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Modeling+the+impact+of+capillary+pressure+and+air+entrapment+on+fiber+tow+saturation+during+resin+infusion+in+lcm.">Modeling the impact of capillary pressure and air entrapment on fiber tow saturation during resin infusion in lcm.</a> Compos Part A: Appl Sci Manuf. 40 (8), 1053-1064 (2009).</li><li>Ravey, C., Ruiz, E., Trochu, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Determination+of+the+optimal+impregnation+velocity+in+resin+transfer+molding+by+capillary+rise+experiments+and+infrared+thermography.">Determination of the optimal impregnation velocity in resin transfer molding by capillary rise experiments and infrared thermography.</a> Compos Sci Technol. 99, 96-102 (2014).</li><li>Verrey, J., Michaud, V., M&#229;nson, J. -. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Dynamic+capillary+effects+in+liquid+composite+moulding+with+non-crimp+fabrics.">Dynamic capillary effects in liquid composite moulding with non-crimp fabrics.</a> Compos Part A: Appl Sci Manuf. 37 (1), 92-102 (2006).</li><li>Abouorm, L., Moulin, N., Bruchon, J., Drapier, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Monolithic+approach+of+Stokes-+Darcy+coupling+for+LCM+process+modelling.">Monolithic approach of Stokes- Darcy coupling for LCM process modelling.</a> Key Eng Mater. 554, 447-455 (2013).</li><li>Washburn, E. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Note+on+a+method+of+determining+the+distribution+of+pore+sizes+in+a+porous+material.">Note on a method of determining the distribution of pore sizes in a porous material.</a> Proc Natl Acad Sci USA. , 115-116 (1921).</li><li>Pucci, M. F., Liotier, P. -. J., Drapier, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Capillary+effects+on+flax+fibers-modification+and+characterization+of+the+wetting+dynamics.">Capillary effects on flax fibers-modification and characterization of the wetting dynamics.</a> Compos Part A: Appl Sci Manuf. 77, 257-265 (2015).</li><li>Darcy, H., Dalmont, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Les fontaines publiques de la ville de Dijon: exposition et application. , (1856).</li><li>Pucci, M. F., Liotier, P. -. J., Drapier, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Capillary+wicking+in+a+fibrous+reinforcement-orthotropic+issues+to+determine+the+capillary+pressure+components.">Capillary wicking in a fibrous reinforcement-orthotropic issues to determine the capillary pressure components.</a> Compos Part A: Appl Sci Manuf. 77, 133-141 (2015).</li><li>Pucci, M. F., Liotier, P. -. J., Drapier, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Capillary+wicking+in+flax+fabrics+-+effects+of+swelling+in+water.">Capillary wicking in flax fabrics - effects of swelling in water.</a> Colloids Surf A: Physicochem Eng Aspects. 498, 176-184 (2016).</li><li>Nguyen, V. H., Lagard&#232;re, M., Park, C. H., Panier, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Permeability+of+natural+fiber+reinforcement+for+liquid+composite+molding+processes.">Permeability of natural fiber reinforcement for liquid composite molding processes.</a> J Mater Sci. 49 (18), 6449-6458 (2014).</li><li>Stuart, T., McCall, R., Sharma, H., Lyons, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Modelling+of+wicking+and+moisture+interactions+of+flax+and+viscose+fibres.">Modelling of wicking and moisture interactions of flax and viscose fibres.</a> Carbohydr Polym. 123, 359-368 (2015).</li></ol>

الخطوات الحاسمة في البروتوكول تتعلق إعداد العينات. أولا، وتوالت عينات من الضروري أن يكون ضيق من أجل جعل افتراض وجود نسبة حجم الألياف متجانسة. إذا كان هناك التدرج ضيق في العينة، معادلة اشبورن 5، 6 لا يمكن أن تستخدم لتناسب منحنيات فتل. وب?...

أثناء الحمل تعزيزات ليفي في العمليات السائلة صب مركب (مغلق)، هو الدافع وراء تدفق الراتنج من التدرج الضغط. الآثار الشعرية لديها تأثير إضافي يمكن أن تتنافس مع التدرج الضغط، اعتمادا على المعلمات العملية. تأثيرها على عملية بالتالي لابد من تقييمها 1 و 2. ويمكن أن يتم ذلك عن طريق تحديد ضغط الشعرية واضح، ف كأب، وتعديل الضغط التدرج الأولي 3. قد لاحقا إدراج هذه المعلمة إلى النماذج العددية من أجل محاكاة التدفقات النقدية خلال العمليات والتنبؤ بدقة تشكيل باطل 4. والتشريب عفوية من القماش بواسطة السائل (فتل) ويمكن وصف المعادلة اشبورن 5. في الأصل، وصفت معادلة اشبورن ارتفاع الشعرية السائل في أنبوب. هذه المعادلة واثم تمديد الصورة لهياكل مسامية، مثل تعزيزات ليفية، والتي يمكن تقريبها إلى شبكة الأنابيب الشعرية. تفكر في صاحب العينة أسطواني مع دائرة نصف قطرها R، مليئة وسط مسامي، تم تعديل معادلة اشبورن في شكل مكاسب الشامل مربع (متر مربع (ر)) على مر الزمن، على النحو التالي: 6 <img alt="المعادلة 1" src="/files/ftp_upload/55059/image001.jpg" /> (1) حيث c هي المعلمة التي تمثل تعرج، هو R المسام دائرة نصف قطرها نفسه، وε = 1-V و هو المسامية (V و كونها نسبة حجم الألياف). جميع المعلمات في أقواس معقوفة تتعلق التشكل والتكوين من وسط مسامي، ويمكن دمجها في ثابت، C، ويشار إلى أن &quot;العامل المتوسط التي يسهل اختراقها الهندسي&quot;. معلمات أخرى تعبر عن وجهة<html> اعتماد فتل على التفاعلات بين المتوسطة والسائل (من خلال ρ، η، وγ L، وهي، على التوالي، والكثافة، اللزوجة، والتوتر السطحي للسائل، وخلال θ لذلك، على ما يبدو دفع زاوية الاتصال). في موازاة ذلك، تدفق من خلال وسط مسامي عادة على غرار مع قانون دارسي المعروفة 7، والتي تتعلق على سرعة السائل ما يعادلها، ضد D، إلى انخفاض الضغط من خلال نفاذية متوسطة، K، واللزوجة السائل، η . هذه المعادلة كما يسمح للتعبير عن مكاسب جماعية على الجذر التربيعي من الزمن وبالتالي للنظر من التكافؤ بين المعادلات اثنين. من هذا التكافؤ بين معادلة اشبورن وقانون دارسي، ثم تم تعريف ضغط الشعرية على النحو التالي: 8 &gt; <img alt="المعادلة 2" src="/files/ftp_upload/55059/image002.jpg" /> (2) هنا، فإن التركيز الرئيسي هو وصف الإجراء التجريبي لقياس عوامل هندسية واضحة تقدم زوايا الاتصال للأقمشة أحادي الاتجاه، وذلك بهدف تحديد ضغط الشعرية. ويعتمد هذا الأسلوب على استخدام مقياس التوتر السطحي لأداء اختبارات فتل (الشكل 1). ومقياس التوتر السطحي هو توازن دقيق مع قرار من 10 ميكروغرام الذي يقيس كتلة السائلة إما تشكيل هلالة حول صلبة أو الصعود وسيلة ليفية. وأجريت الاختبارات فتل من النظر في توصيف الأبعاد واحد (من الاتجاهين على طول الألياف) 8، 9. وكانت الأقمشة شبه أحادي الاتجاه المستخدمة للتحقق من صحة الإجراء الكربون (UD) الأقمشة أحادي الاتجاه في الخامس و = 40٪. بمجرد التحقق من صحة الطريقة، قدمت أقمشة الكتان لر العلاج الحراريقبعة يعدل سلوك التبول من الألياف 6، وأجريت اختبارات فتل مع نسب مختلفة حجم الألياف (من 30٪ إلى 40٪) لكل من أقمشة الكتان غير المعالجة والمعالجة. لتحديد المعايير الشكلية وترطيب، اثنين على الأقل من الاختبارات فتل إلزامية: أول واحد مع السائل ترطيب تماما، مثل ن الهكسان، لتحديد C (المعادلة 1)، والثانية مع السائل من الاهتمام، لتحديد ومن المعروف أن واضحة تتقدم زاوية الاتصال مرة واحدة مئوية. في النهج الأول، تم استخدام الماء لتقييم الإجراء. ويمكن تطبيق هذا الأسلوب لالأقمشة والسوائل المختلفة، مما يتيح لتقييم تأثير هندسة المواد (مورفولوجيا من الأقمشة)، المسامية (نسب مختلفة حجم الألياف)، واللزوجة والتوتر السطحي للسائل على الظواهر الشعرية التشريب. ومن الواضح أن هذا الإجراء وفقا لنظرية اشبورن (المعادلة 1) يمكن اعتمادها إلا إذا فتل مكعبrves (متر مربع (ر)) التي سجلها مقياس التوتر السطحي لديهم اتجاه خطي. وهذا يعني أن المعلمات في المعادلة 1 يجب أن تظل ثابتة أثناء عملية فتل بأكملها. إذا لم تكن هذه هي الحالة، كما تعزيزات الكتان في الماء، وذلك لأن الألياف الخضوع تورم 10، 11، يجب أن يتم تعديل معادلة اشبورن لتشمل تأثير تورم من أجل وصف الاختبارات بشكل صحيح 9. تم العثور على الأقمشة المعالجة لتكون أقل حساسية لامتصاص الماء 9. العوامل الهندسية والمعلمات ترطيب يمكن قياسها من نوبات الخطية، والسماح لحساب الضغط الشعرية، ف الغطاء.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="700">
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Carbon UD fabrics</td>
			<td style="width:167px;">Hexcel&#160;</td>
			<td style="width:151px;">48580</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Flax UD fabrics</td>
			<td style="width:167px;">Libeco</td>
			<td style="width:151px;">FLAXDRY UD 180</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">n-Hexane</td>
			<td style="width:167px;">Sigma Aldrich</td>
			<td style="width:151px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Sulfochromic acid</td>
			<td style="width:167px;">home made</td>
			<td style="width:151px;"></td>
			<td>toxic and corrosive</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Filter paper</td>
			<td style="width:167px;">Dataphysic</td>
			<td style="width:151px;">FP11</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Tensiometer</td>
			<td style="width:167px;">Dataphysic</td>
			<td style="width:151px;">DCAT11</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

wicking tests for unidirectional fabrics: measurements of capillary parameters to evaluate capillary pressure in liquid composite molding processes

أثناء التبويض من تعزيز ليفي في العمليات السائلة صب مركب ([لكم)، والآثار الشعرية يجب أن يكون مفهوما من أجل تحديد تأثيرها على تشكيل باطلا في أجزاء المركبة. فتل في وسط ليفي الذي وصفه معادلة اشبورن اعتبر ما يعادل التدفق تحت تأثير الضغط الشعرية وفقا للقانون دارسي. وأجريت الاختبارات التجريبية لتوصيف فتل مع كل من الكربون والكتان الألياف التعزيز. ثم تم اختبار الأقمشة شبه أحادي الاتجاه عن طريق مقياس التوتر السطحي لتحديد المعايير الشكلية والتبول على طول اتجاه الألياف. وقد تبين الإجراء واعدة عندما مورفولوجية والنسيج هو دون تغيير خلال فتل الشعرية. في حالة الأقمشة الكربون، ويمكن حساب الضغط الشعرية. ألياف الكتان حساسة لامتصاص الرطوبة وتنتفخ في الماء. هذه الظاهرة يجب أن يؤخذ بعين الاعتبار لتقييم المعلمات التبول. أنا، وقد أجريت أجل جعل الألياف أقل حساسية لامتصاص المياه ن والمعالجة الحرارية خارج على تعزيزات الكتان. هذا العلاج يعزز الألياف الاستقرار المورفولوجية ويمنع تورم في الماء. فقد تبين أن تعامل الأقمشة لديها اتجاه فتل الخطية مشابهة لتلك الموجودة في الأقمشة الكربون، والسماح لتحديد ضغط الشعرية.

وتظهر منحنيات الربح الشامل خلال فتل تم الحصول عليها مع مقياس التوتر السطحي للكربون والأقمشة الكتان غير المعالجة أو المعالجة في الشكلين 2 و 3. وتظهر جميع منحنيات بعد الطرح كل من الأوزان من الغضروف المفصلي الخارجي بسبب ورقة صاحب الع?...

Watch this Scientific Journal Video about Wicking Tests for Unidirectional Fabrics: Measurements of Capillary Parameters to Evaluate Capillary Pressure in Liquid Composite Molding Processes at JoVE.co

Wicking Tests for Unidirectional Fabrics: Measurements of Capillary Parameters to Evaluate Capillary Pressure in Liquid Composite Molding Processes

طريقة تجريبية لقياس المعايير الهندسية واضحة في زوايا الاتصال تقدم اصفا الشعرية فتل تركيبية أحادي الاتجاه والأقمشة الطبيعية ويقترح. هذه المعايير إلزامية لتحديد الضغوط الشعرية التي يجب أن تؤخذ بعين الاعتبار لتطبيقات السائل صب مركب ([لكم).

فتل اختبارات أحادي الاتجاه الأقمشة: قياسات شعرية معلمات لتقييم الضغط شعري في العمليات السائل المركب صب

During impregnation of a fibrous reinforcement in liquid composite molding (LCM) processes, capillary effects have to be understood in order to identify ...

Research

JoVE Journal

Engineering

Revealing Dynamic Processes of Materials in Liquids Using Liquid Cell Transmission Electron Microscopy

الكشف عن العمليات الدينامية للمواد السائلة في السوائل عن طريق انتقال الإلكترون المجهري الخليوي

The recent development for in situ transmission electron microscopy, which allows imaging through liquids with high spatial resolution, has attracted ...

Synthesis and Microdiffraction at Extreme Pressures and Temperatures

التوليف وMicrodiffraction في الضغوط الشديدة ودرجات الحرارة

High pressure compounds and polymorphs are investigated for a broad range of purposes such as determine structures and processes of deep planetary ...

Fabrication and Visualization of Capillary Bridges in Slit Pore Geometry

تصنيع وتصور الجسور الشعرية في هندسة المسام الشق

A procedure for creating and imaging capillary bridges in slit-pore geometry is presented. High aspect ratio hydrophobic pillars are fabricated and ...

Single Plane Illumination Module and Micro-capillary Approach for a Wide-field Microscope

طائرة واحدة ومنهج وحدة الإضاءة الجزئي الشعرية لالمجهر حقل واسع

A module for light sheet or single plane illumination microscopy (SPIM) is described which is easily adapted to an inverted wide-field microscope and ...

Capillary-based Centrifugal Microfluidic Device for Size-controllable Formation of Monodisperse Microdroplets

القائم الشعرية جهاز ميكروفلويديك الطرد المركزي لتشكيل السيطرة الحجم من Monodisperse Microdroplets

Here, we demonstrate a simple method for the rapid production of size-controllable, monodisperse, W/O microdroplets using a capillary-based centrifugal ...

Synthesis of Ionic Liquid Based Electrolytes, Assembly of Li-ion Batteries, and Measurements of Performance at High Temperature

توليف أيوني السائل القائم المنحلات بالكهرباء، جمعية بطاريات ليثيوم أيون، وقياسات الأداء عند درجات حرارة عالية

The chemical instability of the traditional electrolyte remains a safety issue in widely used energy storage devices such as Li-ion batteries. Li-ion ...

Studying Dynamic Processes of Nano-sized Objects in Liquid using Scanning Transmission Electron Microscopy

دراسة العمليات الديناميكية للأجسام نانو الحجم في السائل باستخدام المسح الضوئي نقل المجهر

Samples fully embedded in liquid can be studied at a nanoscale spatial resolution with Scanning Transmission Electron Microscopy (STEM) using a ...

Magnet Assisted Composite Manufacturing: A Flexible New Technique for Achieving High Consolidation Pressure in Vacuum Bag/Lay-Up Processes

ساعد المغناطيس تصنيع مركب: مرونة تقنية جديدة لتحقيق توحيد ارتفاع الضغط في العمليات فراغ كيس/ﻷي متابعة

This work demonstrates a protocol to improve the quality of composite laminates fabricated by wet lay-up vacuum bag processes using the recently developed ...

Cutting Procedures, Tensile Testing, and Ageing of Flexible Unidirectional Composite Laminates

إجراءات القطع، اختبار الشد، وشيخوخة الرقائق المركبة أحادية الاتجاه المرنة

Many body armor designs incorporate unidirectional (UD) laminates. UD laminates are constructed of thin (&#60;0.05 mm) layers of high-performance yarns, ...

Use of Capillary Aerosol Generator in Continuous Production of Controlled Aerosol for Non-Clinical Studies

استخدام مولد الهباء الجوي الشعري في الإنتاج المستمر للهباء الجوي الخاضع للرقابة للدراسات غير السريرية

The capillary aerosol generator (CAG) is operated with the principal of thermal liquid evaporation through heating of e-liquid in the initial phase, ...