IFISUR   23398
INSTITUTO DE FISICA DEL SUR
Unidad Ejecutora - UE
congresos y reuniones científicas
Título:
Distribuciones de velocidad en un acelerador de micropartículas con pistola de gas. Aplicado a impactos balísticos sobre films de PDMS.
Autor/es:
PEDRO LANCE; DANIEL VEGA; SIRIA BARRIOS; CRISTIAN M. PIQUERAS; LEOPOLDO GÓMEZ; ANABELLA ABATE; ANGEL SATTI
Lugar:
Bariloche
Reunión:
Congreso; 107º Reunión de la Asociación Física Argentina; 2022
Institución organizadora:
Asociación de Física Aplicada
Resumen:
El impacto de proyectiles sobre materiales blandos, produce la formación de una onda de choque, lo que causa deformaciones plásticas muy rápidas, y conduciendo a que el mismo trabaje largamente fuera del límite elástico (flujo plástico) [1-2]. Aunque en principio se tiende a pensar que los materiales duros, son mejores a la hora de diseñar materiales que soporten las condiciones del impacto, esto no necesariamente es cierto ya que hay aplicacionesdonde la baja densidad y transparencia son relevantes. Es por esto que en los últimos años se ha empleado a los polímeros como materiales blandos, observándose que muestran una gran resistencia al impacto que puede ser comparable a la de materiales convencionales como metales o cerámicos [3-6]. Este comportamiento mostrado por los polímeros se considera es debido a su gran capacidad de disipación de la energía, que le provee la combinación de moléculas que poseen dominios rígidos (vítreos o cristalinos), y dominios blandos (amorfos), y que resultan ideales para atenuar las ondas de choque producto del impacto [4]. Estas dos propiedades, combinadas con los detalles del cambio en la conformación molecular, mediante una variación delángulo de enlace a lo largo de la cadena principal, proporcionan al sistema polimérico un amplio espectro de tiempos de relajación característicos asociados a movimiento moleculares específicos [7], y describiendo la relación estructura-propiedad de los polímeros, que es crucial para disipar la energía del impacto con una cierta velocidad de deformación. En este trabajo, construimos y caracterizamos un acelerador de micropartículas del tipo pistola de gas ligeros de una sola etapa, LGG, donde un gas presurizado se expande e impulsa partículas al abrir una válvula solenoide. Este dispositivo experimental permite la aceleración de micropartículas de distintos diámetros, en nuestro caso seleccionamos los diámetros de 69 μm, 128 μm y 231 μm, por la expansión rápida de un gas de bajo peso molecular, como el nitrógeno. Aquí, estudiamos cómo varía la distribución de la velocidad de las partículas, debido a varios factores, como cambios en el diámetro de las partículas o aumentos en la presión en el reservorio del gas, así como también la combinación del cambio de la composición química con la disminución en el espesor del diafragma quesoporta las partículas. Por otro lado, realizamos impactos de estos microproyectiles sobre muestras de films de PDMS a distintos valores de presión, 300, 700 y 1000 psi. Esto nos permitió comparar los daños encontrados en el material luego de los distintos impactos, a través de reconstrucciones 3D hechas desde microscopia confocal.