TTÜ teadlane leidis uue meetodi tulevikumaterjalide analüüsiks ({{commentsTotal}})

Süsinikkiudkomposiiti kasutatakse näiteks lennukitööstuses, kus on oluline, et materjal oleks kerge ja vastupidav.
Süsinikkiudkomposiiti kasutatakse näiteks lennukitööstuses, kus on oluline, et materjal oleks kerge ja vastupidav. Autor/allikas: Reuters/Scanpix

Kosmosetehnikas ja lennukitööstuses, aga ka näiteks autode ja sporditarvete toomisel kasutatakse keerulist materjali: süsinikkiudkomosiiti. See on ülitugev, kuid siiski on tal omad nõrkused. Just neid nõrkusi silmas pidades arendas Tallinna tehnikaülikooli värske doktor Martin Lints välja uudse meetodi nende materjalide analüüsimiseks.

Süsinikkiudkomposiit on keeruline mitmekihiline tekstiilmaterjal, mis koosneb kokku liimitud tekstiilikihtidest. Unikaalseks muudab süsinikkiudkomposiidi asjaolu, et oma kerge kaalu juures on tegemist ülitugeva materjaliga. Seega on sellest saamas üha enam nn tulevikumaterjal uutes tööstuses.

Praegu kasutatakse seda kosmosetehnikas ja lennukitööstuses, sporditarvete tootmises, autotööstuses, näiteks autode kandevkonstruktsioonides, kus kaalu vähendamine tagab hea dünaamika, kuid samas väiksema kütusekulu. Üha enam kasutatakse seda ka ehituses sillakonstruktsioonide ja kandvate hooneosade kandevõime suurendamiseks.

Süsinikkiudkomposiit on küll kerge ja tugev, kuid oma kihilisuse tõttu võib olla väga vastuvõtlik mehhaanilistele välismõjudele, näiteks muljumised ja põrutused võivad sellesse tekitada mõrasid, mis mingil hetkel võivad muutuda saatuslikuks. Seega vajavad süsinikkiudkomposiidist tooted regulaarset analüüsi.

„Oma töös keskendusin komposiidi materjaliomaduste analüüsile ultraheli spektroskoopiat kasutades,” selgitas Lints. Ultraheli spektroskoopia on praegu kõige odavam, samas tõhusaim meetod materjalide omaduste ja defektide uurimiseks. Seda kasutatakse nii tootmistehnikas kui ka meditsiinilises pilditehnikas.

Selle puudusteks võrreldes kallimate ja keerulisemate meetoditega, nagu röntgenspektroskoopia ja -tomograafia, on piiratud ultraheli lainepikkus ning suur helilainete sumbuvust komposiidis.

Ultraheli spektroskoopia meetodit on ühel või teisel viisil kasutatud materjalide analüüsimiseks juba üle sajandi. See liigitub kaheks: seni on enamlevinud lineaarsel lainelevil põhinevad meetodid, kuid viimasel ajal on palju edasi arendatud ka mittelineaarsel lainelevil põhinevaid meetodeid.

Viimase eelis seisneb selles, et on võimalik „näha” ka lainepikkusest väiksemaid defekte. Suured lainepikkused läbivad komposiiti paremini, seega „näeme” kaugemale ja sügavamale.

Doktoritöö käigus arendati välja hilistunud ajalisel ümberpöördel põhinev mittelineaarse elastsuslaine spektroskoopia meetod (delayed TR-NEWS), mille eripäraks on laine fokusseerimisel materjali sisepeegelduse ehk vastu materjali sisepinda põrkuvate helide analüüsi kasutamine.

„Selle meetodi tulevikuväljavaatena näeme seda, et toode või seade kontrollib oma detaile juba n-ö ise. Niisiis pole vaja seadet, näiteks lennukit või autot, enam hoolduse ja analüüsi ajaks pidevaks kontrolliks seisata, vaid ta annab ise märku võimaliku defekti tekkest,“ selgitas Martin Lints.

Doktoritööd “Optimeeritud signaalitöötlus mittelineaarsete komplekssete materjalide ja bioloogiliste kudede mittepurustavaks testimiseks ultraheliga” juhendas professor Andrus Salupere (TTÜ) ja kaasjuhendaja oli professor Serge Dos Santos (INSA Centre Val de Loire). Oponendid olid professorid Claes Hedberg (Blekinge tehnikakõrgkool, Rootsi) ja Patrick Marquié (Burgundia ülikool, Prantsusmaa).

Toimetaja: Marju Himma



ERR kasutab oma veebilehtedel http küpsiseid. Kasutame küpsiseid, et meelde jätta kasutajate eelistused meie sisu lehitsemisel ning kohandada ERRi veebilehti kasutaja huvidele vastavaks. Kolmandad osapooled, nagu sotsiaalmeedia veebilehed, võivad samuti lisada küpsiseid kasutaja brauserisse, kui meie lehtedele on manustatud sisu otse sotsiaalmeediast. Kui jätkate ilma oma lehitsemise seadeid muutmata, tähendab see, et nõustute kõikide ERRi internetilehekülgede küpsiste seadetega.
Hea lugeja, näeme et kasutate vanemat brauseri versiooni või vähelevinud brauserit.

Parema ja terviklikuma kasutajakogemuse tagamiseks soovitame alla laadida uusim versioon mõnest meie toetatud brauserist: