Towards better understanding the stiffness of nanocomposites via parametric study of an analytical model modeling parameters and experiments
Notice bibliographique
Résumé
The stiffness of polymeric materials can be improved dramatically with the addition of nanoparticles. In theory, as the nanoparticle loading in the polymer increases, the nanocomposite becomes stiffer; however, experiments suggest that little or no stiffness improvement is observed beyond an optimal nanoparticle loading. The mismatch between the theoretical and experimental findings, particularly at high particle loadings, needs to be understood for the effective use of nanoparticles. In this respect, we have recently developed an analytical model to close the gap in the literature and predict elastic modulus of nanocomposites. The model is based on a three-phase Mori-Tanaka model coupled with the Monte-Carlo method, and satisfactorily captures the experimental results, even at high nanoparticle loadings. The developed model can also be used to study the effects of agglomeration in nanocomposites. In this paper, we use this model to study the effects of agglomeration and related model parameters on the stiffness of nanocomposites. In particular, the effects of particle orientation, critical distance, dispersion state and agglomerate property, and particle aspect ratio are investigated to demonstrate capabilities of the model and to observe how optimal particle loading changes with respect these parameters. The study shows that the critical distance defining agglomerates and the properties of agglomerates are the key design parameters at high particle loadings. These two parameters rule the optimal elastic modulus with respect to particle loading. The findings will allow researchers to form design curves and successfully predict the elastic moduli of nanocomposites without the exhaustive experimental undertakings.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».