High-strength and high-toughness spray-type polyurea coating for impact protection of aluminum sheet / Hui Guo in JOURNAL OF COATINGS TECHNOLOGY AND RESEARCH, Vol. 20, N° 6 (11/2023)  

[article]  inJOURNAL OF COATINGS TECHNOLOGY AND RESEARCH > Vol. 20, N° 6 (11/2023) . - p. 2053-2068 Titre : High-strength and high-toughness spray-type polyurea coating for impact protection of aluminum sheet Type de document : texte imprimé Auteurs : Hui Guo, Auteur ; Mingsheng Yin, Auteur ; Xiao Lv, Auteur ; Yu Chen, Auteur ; Minqian Sun, Auteur Année de publication : 2023 Article en page(s) : p. 2053-2068 Note générale : Bibliogr. Langues : Américain (ame) Catégories : Aluminium L'aluminium est un élément chimique, de symbole Al et de numéro atomique 13. C’est un métal pauvre, malléable, de couleur argent, qui est remarquable pour sa résistance à l’oxydation13 et sa faible densité. C'est le métal le plus abondant de l'écorce terrestre et le troisième élément le plus abondant après l'oxygène et le silicium ; il représente en moyenne 8 % de la masse des matériaux de la surface solide de notre planète. L'aluminium est trop réactif pour exister à l'état natif dans le milieu naturel : on le trouve au contraire sous forme combinée dans plus de 270 minéraux différents, son minerai principal étant la bauxite, où il est présent sous forme d’oxyde hydraté dont on extrait l’alumine. Il peut aussi être extrait de la néphéline, de la leucite, de la sillimanite, de l'andalousite et de la muscovite. L'aluminium métallique est très oxydable, mais est immédiatement passivé par une fine couche d'alumine Al2O3 imperméable de quelques micromètres d'épaisseur qui protège la masse métallique de la corrosion. On parle de protection cinétique, par opposition à une protection thermodynamique, car l’aluminium reste en tout état de cause très sensible à l'oxydation. Cette résistance à la corrosion et sa remarquable légèreté en ont fait un matériau très utilisé industriellement. L'aluminium est un produit industriel important, sous forme pure ou alliée, notamment dans l'aéronautique, les transports et la construction. Sa nature réactive en fait également un catalyseur et un additif dans l'industrie chimique ; il est ainsi utilisé pour accroître la puissance explosive du nitrate d'ammonium. Analyse des défaillances (fiabilité) Essais de résilience Métaux -- Revêtements protecteurs Polyurée Résistance au chocs Revêtements organiques Index. décimale : 667.9 Revêtements et enduits Résumé : This study aims to synthesize polyurea coating material with superior impact resistance for protecting aluminum sheets. Polyurea was synthesized with various ratios of amino-terminated polyether and amine chain extender using the semi-prepolymer method. The optimal composition ratio of polyurea with excellent impact resistance was determined by comparing the basic properties and the quasi-static and dynamic tensile mechanical properties of polyurea. A high-strength and high-toughness polyurea was applied to the aluminum sheet's surface using a high-temperature and high-pressure spraying machine, resulting in a polyurea-coated aluminum sheet. Its protective performance was tested under impact load using split Hopkinson pressure bar method. The effects of different polyurea coating methods on the failure morphology, velocity effect, and energy dissipation law of aluminum sheets were analyzed to guide the engineering application. The research findings demonstrate that coating polyurea on aluminum sheets' front face (load-receiving face) can alleviate stress concentration during the impact process of flat warheads on aluminum sheets and improve the punching shear resistance of aluminum structures. The critical velocity of aluminum sheets can be improved by coating polyurea on the front face and both faces. Moreover, polyurea coating on the load-receiving face of aluminum sheets can improve energy consumption efficiency. The impact resistance of aluminum sheets with different hardness polyurea coatings was further analyzed through finite element simulation. In engineering design, we recommend using harder polyurea on the front face and softer polyurea on the opposite side of the aluminum sheet based on our simulations. Note de contenu : - EXPERIMENT : Polyurea preparation - Experimental scheme - RESULTS AND DISCUSSION : Performance analysis of polyurea - Failure morphology analysis of polyurea-coated aluminum sheets - Velocity effect analysis of polyurea-coated aluminum sheets - NUMERICAL STUDY ON THE EFFECT OF DIFFERENT HARDNESS POLYUREA ON THE PROTECTIVE PERFORMANCE OF ALUMINUM SHEETS - Table 1 : Basic performance of new polyurea coating - Table 2 : Failure modes of four types of test pieces under different impact speeds - Table 3 : Approximate critical velocity of four types of composite sheets and velocity drop per unit area density of each material layer - Table 4 : Energy consumption and energy consumption per unit area density of four types of sheets and each material layer - Table 5 : Model parameter values for numerical simulation DOI : https://doi.org/10.1007/s11998-023-00801-7 En ligne : https://link.springer.com/content/pdf/10.1007/s11998-023-00801-7.pdf Format de la ressource électronique : Pdf Permalink : https://e-campus.itech.fr/pmb/opac_css/index.php?lvl=notice_display&id=40181 [article]

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