Smarta packningar med grafen: Övervaka egenskaper med virvelströmsensor

Målet är att utveckla ett tätningsmedel som kan övervakas i termer av mekaniska egenskaper som korrelerar med tätningskraft, över tid helst utan behov av elektroder. Detta skulle minska oväntade fel hos packningar genom att möjliggöra tidig upptäckt av vilka tätningsmedel som bryts ned och minimera slöseri med resurser genom utbyte till fungerande tätningsmedel.

För att bestämma egenskaperna över tid med hjälp av en virvelströmssensor är det viktigt att materialet är ledande, vilket grafen ska kunna tillföra (102 S m-1 jämfört med kimrök 103 S m-1). Den tekniska potentialen är att visa att denna detektionsmetod är möjlig i tätningsmaterial med en viss ledningsförmåga och att en förändring av mekaniska egenskaper med tiden kan bestämmas av en virvelströmssensor.

Detta projekt kommer först att involvera en litteraturstudie. Samtidigt kommer prover att göras av Trelleborg av etylenpropendienmonomer (EPDM) gummi med en rad olika typer och mängder grafen och kimrök. 2D Fab kommer att leverera sin pulvergrafit bestående av grafenflingor för detta steg. Gummitätningsmaterialen åldras sedan med kompression och värme och mäts med virvelströmsensorn under och efter åldring och korreleras med de mekaniska egenskaperna. Baserat på projektresultaten kommer ett större projekt med ett lämpligt konsortium att formuleras och en lämplig utlysning identifieras för fortsättning av projektet. 

Abstract in English

Smart Sealants with Graphene: Monitoring Properties With Eddy-Current Sensors

The objective is to develop a sealant that can be monitored in terms of mechanical properties correlating to sealing force, over time ideally without the need for electrodes. This would reduce the unexpected failure of sealants by allowing early detection of which sealants are degrading and minimize waste of resources due to replacement of healthy sealants.

To determine the properties with time using an eddy-current sensor, it is important that the material is conductive, which graphene should lend (100 S/m compared to carbon black 1000 S/m). The technical potential is to demonstrate that this detection method is feasible in sealant materials with a certain amount of conductivity and that a change in mechanical properties with time can be determined by an eddy current sensor.

This project will first involve a literature study. Simultaneously, samples will be made by Trelleborg of ethylene propylene diene monomer (EPDM) rubber with a range of types and amounts of graphene and carbon black. 2D fab AB will supply their powder graphite consisting of graphene flake for this step. The rubber sealant materials will then be aged with compression and heat and measured with the eddy -current sensor during and after aging and correlated to the mechanical properties. Based on the project results, a larger project with a suitable consortium will be formulated and a suitable call identified for continuation of the project.

Utlysning:
Genomförbarhetsstudier SIO Grafen, våren 2021

Projektpartners: RISE, 2D fab, Trelleborg

Projektledare: Stacy Trey, RISE

Projektform: Genomförbarhetsstudie

Bidrag: 150 000 kr

Projektets löptid: 16 augusti 2021 – 13 maj 2022

Relaterade styrkeområden: