टेनेसी विश्वविद्यालय की टीम ने रबर में खामियों को देखने और भविष्यवाणी करने के लिए नई विधि विकसित की है

नॉक्सविले, टीएन - टेनेसी विश्वविद्यालय, नॉक्सविले और ईस्टमैन की एक शोध टीम द्वारा विकसित रबर निर्माण में स्थिरता और गुणवत्ता सुनिश्चित करने के लिए एक नई विधि, कार जैसे उत्पादों के लिए सामग्री स्थिरता और स्थायित्व पर वास्तविक दुनिया का प्रभाव दिखाने की संभावना है। टायर.

जैसे-जैसे अमेरिका और दुनिया भर में उपभोक्ता इलेक्ट्रिक वाहनों की ओर तेजी से प्रोत्साहित हो रहे हैं और जीवाश्म-ईंधन पर निर्भरता से दूर हो रहे हैं, वर्तमान ईवी उपयोगकर्ताओं ने एक अप्रत्याशित रखरखाव समस्या का खुलासा किया है। अधिक वजन और उच्च टॉर्क के संयोजन के कारण, ईवी मानक टायरों पर अधिक दबाव डालते हैं, जिससे वे आंतरिक दहन वाहनों के टायरों की तुलना में 30% तेजी से ख़राब होते हैं।

यूटी के फ्रेड एन. पीबल्स प्रोफेसर और आईएएमएम चेयर ऑफ एक्सीलेंस दयाकर पेनुमाडु, इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग स्नातक छात्र जून-चेंग चिन, पोस्टडॉक्टरल शोधकर्ता स्टीफन यंग और तीन ईस्टमैन वैज्ञानिकों के साथ, हाल ही में रबर विनिर्माण की सबसे आम चुनौतियों में से एक को हल करने के उद्देश्य से शोध प्रकाशित किया गया: खामियों की पहचान करना सामग्री में.

रबर में जिंक ऑक्साइड और सल्फर जैसे योजक होते हैं जो ताकत, लोच और अन्य अनुकूल गुणों में सुधार करने का काम करते हैं। जब सामग्री को कार टायर जैसे रबर उत्पाद में समान रूप से वितरित नहीं किया जाता है, तो सामग्री में खामियां होंगी जो उत्पाद को समय से पहले ख़राब कर देंगी।

पेनुमाडु ने कहा, "अगर सल्फर जैसे घटक अच्छी तरह से नहीं फैलते हैं, तो यह स्थानीयकृत कठोर धब्बे उत्पन्न करता है।" "वह कठोर वस्तु बहुत सारे यांत्रिक और थर्मल तनाव को आकर्षित करती है, जिससे सामग्री समय से पहले खराब हो जाती है।"

यहां तक ​​कि मानव बाल की चौड़ाई का एक दोष भी कार टायर जैसे बड़े रबर घटक के जीवन काल को कम कर सकता है।

पेनुमाडु ने कहा, "इससे सुरक्षा और आर्थिक प्रभाव पड़ता है।"

ऐसी खामियों की पहचान करना और उनका अध्ययन करना - एक क्षेत्र जिसे फ्रैक्चर मैकेनिक्स के रूप में जाना जाता है - यह समझने के लिए महत्वपूर्ण है कि सामग्री कैसा प्रदर्शन करेगी। फिर भी समस्याएँ पैदा करने से पहले ऐसी खामियों का पता लगाना एक ऐसा मुद्दा है जिसने रबर उद्योग को लंबे समय से परेशान कर रखा है।

पेनुमाडु ने कहा, "वर्तमान उद्योग का दृष्टिकोण रबर का एक छोटा सा नमूना काटना है, फिर इसे ऑप्टिकल माइक्रोस्कोप के तहत देखना है।" “यह न केवल थकाऊ और विनाशकारी है, बल्कि अविश्वसनीय भी है। इसके लिए आपको पहले से अनुमान लगाना होगा कि, एक अपारदर्शी नमूने में, आपको विसंगतियों की जाँच कहाँ करनी है।

इसके अलावा, ऑप्टिकल माइक्रोस्कोप रबर घटकों के बीच अंतर नहीं कर सकते हैं - उदाहरण के लिए, सल्फर और जिंक ऑक्साइड दोनों सफेद धब्बों के रूप में दिखाई देते हैं।

पेनुमाडु की टीम ने ऑप्टिकल विश्लेषण से एक्स-रे कंप्यूटेड टोमोग्राफी पर स्विच करके इस समस्या पर काबू पा लिया है। नमूने से गुजरने वाली एक्स-रे अलग-अलग तरह से बिखरी और अवशोषित होती हैं, यह इस बात पर निर्भर करता है कि वे किस सामग्री पर हमला करती हैं। फिर एक कंप्यूटर रबर के इंटीरियर के एक डिजिटल 3डी मॉडल का पुनर्निर्माण करता है।

पेनुमाडु ने कहा, "यह एक बहुत ही महत्वपूर्ण बिंदु है।" "एक्ससीटी हमें सामग्री के अंदर बिना किसी आक्रामक तरीके से देखने की सुविधा देता है, और हम वास्तव में प्रत्येक घटक का वितरण देख सकते हैं।"

इस नई पद्धति के अनुप्रयोग से रबर उद्योग की खामियों को देखने और भविष्यवाणी करने की क्षमता बढ़ जाती है और अंततः अधिक सुसंगत गुणवत्ता और लंबे समय तक चलने वाले रबर उत्पादों को बढ़ावा मिलेगा।

अक्टूबर में टीम को उनके अभूतपूर्व पेपर, "हाई रेजोल्यूशन एक्स-रे कंप्यूटेड टोमोग्राफी का उपयोग करके इलास्टोमेरिक टायर फॉर्मूलेशन में सल्फर फैलाव मात्रात्मक विश्लेषण" के लिए जर्नल ऑफ रबर केमिस्ट्री एंड टेक्नोलॉजी से 2021 प्रकाशन उत्कृष्टता पुरस्कार मिला, जो नई एक्ससीटी पद्धति पर चर्चा करता है और उनके शोध निष्कर्ष।

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