Ein molekulardynamisch unterstützter Einblick in die Verbesserung der Dämpfung bei carbonfaserverstärkten Polymerverbunden mit orientierten mehrlagigen Graphenoxidbeschichtungen

Faserverstärkte Polymerverbunde mit hoher Dämpfungsleistung werden in verschiedenen Anwendungen benötigt. Die Gleiteigenschaften zwischen den Schichten der Graphenfamilie bieten einen klaren Vorteil bei der Verbesserung der Dämpfungsleistung von Materialien. In dieser Studie wurde eine orientierte Graphenoxid (GO)-Struktur auf der Oberfläche der Kohlenstofffasern entworfen, um die Dämpfungsfähigkeit der Verbunde zu verbessern. Die Methode der molekularen Dynamik wurde vorgeschlagen, um den Dämpfungsmechanismus von mehrlagigen GO-verstärkten Polymerverbunden basierend auf der Energieverlustfeststellung zu untersuchen, was mit den Ergebnissen übereinstimmt, die durch die dynamisch-mechanische Analyse offenbart wurden. Unter einem breiten Spektrum von Belastungsdehnungen, Vibrationsfrequenzen und Temperaturen bewirkt GO einen höheren Verlustfaktor/niedrigeren Qualitätsfaktor der Verbundmaterialien. Die Visualisierung des atomaren Verschiebungsfeldes zeigt, dass das Gleiten von mehrlagigem GO während der Vibration die gegenseitige Reibung zwischen den Polymersegmenten verstärkt und zu einem ausgeprägten Anstieg des Energieverlusts führt. Bemerkenswerterweise wurden mit dickeren GO-Beschichtungen erhebliche Verbesserungen der Dämpfungseigenschaften beobachtet. Dies liegt daran, dass die gleichmäßig verteilten Scherspannungen eher die Gleitebenen zwischen den Schichten aktivieren und höhere Reibungskräfte mehr mechanische Energie verbrauchen.