مجله اینترنتی دیتاسرا
امروز شنبه ۳۰ تیر ۱۳۹۷

بررسی تجربی خواص کششی و برشی نانو کامپوزیت­های هیبریدی شیشه، اپوکسی، نانوسیلیکا

بررسی تجربی خواص کششی و برشی نانو کامپوزیت­های هیبریدی شیشه، اپوکسی، نانوسیلیکا

در این مقاله، تأثیر افزودن نانوذرات سیلیکا بر خواص کششی و برشی کامپوزیت های پایه اپوکسی تقویت شده با الیاف شیشه بررسی می گردد. نانو مواد مرکب با 12 لایه الیاف شیشه بافته شده دوبعدی و  با کسر حجمی الیاف 40 درصد و به روش لایه چینی دستی تولید شده است. از نانوذرات سیلیکا با ساختار کروی با قطر متوسط 10 الی nm15 با چهار درصد وزنی 0 و 5/0 و 1 و 3%  نسبت به وزن کل نانورزین استفاده گردید. رزین اپوکسی انتخاب شده از دو بخش، یک دیکلیسیدیل‌اتر بیسفنول نوع آ (DGEBA) با نام تجاری ایپون 828 به‌عنوان پایه اپوکسی و یک پلی‌اکسیپروپیلن دیامین با نام تجاری جف‌امین‌دی 400 به عنوان سخت‌کننده، تشکیل شده است. آزمایش های  کشش و برش به ترتیب با استفاده از نمونه های کشش محوری و نمونه های کشش 45 درجه خارج از محور انجام گردیدند. 

نتایج حاکی از آن است که افزودن نانوسیلیکا با کیفیت پخش شدگی مناسب به ماتریس نانوکامپوزیت ها خواص کششی و برشی آن ها بهبود می یابد. به ازای افزودن 5/0% نانوسیلیکا استحکام کششی و مدول برشی به ترتیب 10 و 46 درصد افزایش یافتند. افزودن نانوسیلیکا به نمونه های کامپوزیتی در برخی موارد  باعث بهبود چقرمگی آن ها تا 27% گردید.  

کامپوزیت های پایه پلیمری تقویت شده با الیاف، با توجه به دارا بودن ویژگی های مناسب از جمله نسبت مقاومت به وزن عالی، خواص مناسب حرارتی، الکتریکی، سایشی و مکانیکی  به صورت گسترده ای در صنایع مختلف همچون هوافضا، خودروسازی، ساختمان و صنایع دریایی مورد استفاده قرار می گیرند [1]. رزین اپوکسی  یکی از مواد پلیمری موجود برای ساخت کامپوزیت هاست که به خاطر ویژگی های مکانیکی خوب همچون: مدول کشسانی بالا، مقاومت چسبندگی عالی و مقاومت مناسب در برابر خزش، در ساخت بسیاری از مواد کامپوزیتی پایه پلیمری مورد استفاده قرار می گیرد. با این وجود با توجه به ترد بودن رزین اپوکسی، تلاش های گسترده ای برای بهبود خواص مکانیکی آن به وسیله مقاوم-سازی رزین با افزودن مواد مختلف  به آن، از جمله نانومواد ، صورت گرفته است [2]. 

با توجه به گستردگی تنوع نانومواد و همچنین گستردگی مطالعات روی مواد کامپوزیتی، در سال های اخیر محققان متعددی به بررسی تأثیر انواع نانو-مواد بر خواص مختلف انواع مختلف کامپوزیت ها پرداخته اند. در این بین مطالعات موردی متنوعی با تغییر پارامترهای مختلف از جمله جنس نانومواد، نوع کامپوزیت، مقدار درصد حجمی نانومواد اضافه شده به کامپوزیت ها، تغییرات حاصل شده در خواص کامپوزیت ها (خواص مکانیکی، خواص حرارتی و الکتریکی) را مورد بررسی قرار داده اند [3].

مطالعاتی پیرامون تأثیر نانوتیتانیوم  روی خواص مکانیکی کامپوزیت ها توسط چاترجی و همکاران صورت گرفت [4]. صدیقی و همکاران با افزودن نانوتیوپ  کربن به رزین اپوکسی و ساخت کامپوزیت های با الیاف تک جهته شیشه، خواص مکانیکی آن ها را بهبود بخشیدند [5]. مسعودی و همکاران تأثیر ذرات نانورس را بر خواص مکانیکی فلز- کامپوزیت  ها در راستاهای طولی و عرضی بررسی کرده و از نتایج آن در پیش بینی مقاومت بالستیک این مواد استفاده نمودند [6]. پل و همکاران تأثیر اضافه کردن نانوذرات رس بر خواص کششی و بالستیک کامپوزیت های تقویت شده با الیاف شیشه را بررسی نمودند. آن ها افزایش شدید مدول الاستیک کامپوزیت ها در اثر افزودن نانوذرات رس را گزارش نمودند همچنین به تأثیر ناچیز نانوذرات رس بر کرنش شکست نمونه-های کششی اشاره کردند [7]. 

نانوسیلیکا  یکی از موادی است که با افزودن آن به ماتریس مواد کامپوزیتی خواص مکانیکی کامپوزیت ها بهبود می یابد و در سال های اخیر توجه خاصی به آن شده است. تحقیقات صورت گرفته حاکی از آن است که با افزودن نانو سیلیکا به ماتریس مواد کامپوزیتی خواص کششی و حرارتی، مقاومت به سایش و ... کامپوزیت ها به شدت بهبود می یابد [8]. 

لیو و همکاران با افزودن نانوسیلیکا به کامپوزیت های پلی پروپیلن  خواص آ-ن ها را در برابر بارهای کششی و ضربه ای و همچنین بارگذاری خمشی مورد تحقیق قرار دادند [9]. 

باتیستلا و همکاران نیز تأثیر شیوه اصلاح سطح نانوسیلیکا را رو خواص کششی و شکست نانوکامپوزیت های اپوکسی سیلیکا مورد بررسی قرار دادند [10].  جاکوب و همکاران تأثیر اندازه و همچنین نوع اصلاح سطح نانوسیلیکا در بهبود خواص مکانیکی کامپوزیت های پلی پروپیلن مورد بررسی قرار دادند [1]. سان و همکاران به بررسی تأثیر اصلاح سطح نانوسیلیکا بر میزان تأثیرگذاری نانوذرات بر خواص نانوکامپوزیت ها پرداختند. اصلاح سطح نانو سیلیکا باعث پیوند بهتر نانوذرات با مواد میزبان شده و در نتیجه در بهبود خواص نقش به سزایی دارد [11]. 

یودین و همکاران با افزودن نانوسیلیکا به کامپوزیت های تک جهته شیشه با زمینه اپوکسی خواص کششی و فشاری و همچنین مقاومت در برابر بارهای کمانشی این کامپوزیت ها را مورد تحقیق قرار دادند. نتایج حاکی از افزایش مدول های کششی و فشاری می باشد بطوری که در برخی موارد این خواص تا 40 درصد بهبود یافته است. آن‌ها در گزارشات خود از تأثیر بسزای اصلاح سطح نانوذرات در بهبود خواص مکانیکی نانوکامپوزیت ها یاد کرده و همچنین درصدهای حجمی الیاف پایین را برای بررسی تأثیر نانوذرات روی خواص کامپوزیت ها را توصیه کرده‌اند [12].  

چن و همکاران به بررسی تأثیر درصدهای بالای نانو سیلیکا (تا 25%) بر خواص حرارتی و مکانیکی کامپوزیت های با رزین اپوکسی پرداختند. کاهشخواص مکانیکی برای درصدهای بسیار بالای نانو گزارش شده است [13]. بوگرو و همکاران در مطالعاتی به بررسی تأثیر نانوذرات سیلیکا و همچنین ذرات نانوتیوپ کربن با درصدهای جرمی پایین، روی خواص کششی کامپوزیت های تقویت شده با الیاف شیشه تحت بارگذاری‌های مختلف استاتیکی و خستگی پرداختند  و در گزارشات به نتایج خوب حاصل از افزودن نانوذرات به کامپوزیت-ها اشاره کردند [14].

تأثیر اندازه نانوسیلیکا بر روی خواص مکانیکی و حرارتی کامپوزیت های اپوکسی در مطالعات جداگانه ای مورد تحقیق دیتانت و همکاران و چن و همکاران قرار گرفت آن ها با آزمایش روی نانوکامپوزیت هایی با رزین اپوکسی و نانوذرات سیلیکا تأثیر اندازه ذرات نانو سیلیکا را در درصدهای مختلف، بر خواص کششی و همچنین خواص شکست این کامپوزیت ها مورد بررسی قرار دادند [15 و 16].

 زینگ و همکاران با افزودن نانوذرات لاستیکی  و سیلیکا به کامپوزیت های با الیاف کربن و زمینه اپوکسی خواص بین لایه ای آن ها را بهبود بخشیدند. آن‌ها در گزارشات خود به تأثیر بیشتر ذرات نانولاستیکی نسبت به نانوسیلیکا، در درصدهای جرمی برابر، در بهبود خواص بین لایه ای این کامپوزیت ها اشاره کرده اند [17]. نتایج پرفراز و نشیب و گاهاً متناقض زیادی در تأثیر نانو سیلیکا بر خواص بین لایه ای کامپوزیت های تقویت شده با الیاف گزارش شده است که می-تواند ناشی از ناهمسانی مواد اولیه یا تفاوت در اصلاح سطح نانوسیلیکای مورد استفاده در هر تحقیق باشد [3].

مانجوناتا و همکاران نیز با افزودن نانوسیلیکا به کامپوزیت های از جنس اپوکسی و همچنین کامپوزیت هایی با زمینه اپوکسی تقویت شده با الیاف شیشه، خواص آن ها را در برابر بارگذاری کششی خستگی مورد آزمایش قرار دادند. آن ها در گزارشات خود از بهبود خواص خستگی نانوکامپوزیت ها تا 4 برابر خبر دادند و کاهش سرعت رشد میکروترک ها در اثر وجود نانو ذرات را علت بهبود خواص گزارش نموده اند [18]. 

هدف این تحقیق بررسی تأثیر افزودن نانوسیلیکا بر خواص کششی و برشی کامپوزیت‌های تقویت شده با الیاف می‌باشد. در این راستا با اضافه نمودن درصدهای مختلفی از نانوسیلیکا به کامپوزیت‌هایی با الیاف شیشه و زمینه اپوکسی نمونه ها تحت آزمایش های کشش و برش قرار گرفته و تأثیر نانومواد بر مدول کششی، میزان جذب انرژی، استقامت نهایی، مدول و استحکام برشی مورد بررسی قرار گرفته است. تمامی پارامترها برای نمونه ها یکسان بوده و فقط درصدهای جرمی نانومواد افزوده شده متغیر است. با توجه به پایین بودن چگالی نانوسیلیکا و کاهش خواص نانوکامپوزیت ها با درصدهای جرمی بالای نانوسیلیکا، از درصدهای جرمی پایین نانوسیلیکا برای ساخت نانو کامپوزیت ها استفاده شده است.

( جهت مطالعه متن کامل این قسمت فایل پیوست را دانلود نمایید. )


مشخصات

مشخصات

توسط: محمدحسین پل، غلامحسین لیاقت، حسین موحدی آلنی،عرفان مهربانی یگانه درج در دیتاسرا: ۱۳۹۴/۸/۲۹ منبع: دیتاسرا

خرید محصول

خرید محصول

عنوان: بررسی تجربی خواص کششی و برشی نانو کامپوزیت­های هیبریدی شیشه، اپوکسی، نانوسیلیکا حجم: 510.08 کیلوبایت فرمت فایل: docx قیمت: 1500 تومان رمز فایل (در صورت نیاز): www.datasara.com

فرمت ایمیل صحیح نمی باشد.

گروه نرم افزاری دیتاسرا www.datasara.com

توسعه روش طراحی و بهینه‌سازی پارامترهای عملکردی و هندسی بویلر بازیاب حرارتی با سه سطح فشار با بکارگیری تئوری ساختاری
فايل پيوست

چکیده طراحی بهینه و بهبود عملکرد مولدهای بخار بازیاب حرارتی تأثیر قابل توجهی بر بازدهی حرارتی نیروگاه های سیکل ترکیبی دارند. بنابراین، مولد بخار بازیاب حرارتی باید به گونه ای طراحی ... [ ادامه مطلب ]

مجله: مجله علمی پژوهشی مهندسی مکانیک مدرس
پرداخت و دانلود قیمت: 1200 تومان

مطالعه تجربی متغیرهای فرا‌یند ریخته‌گری مدل فومی فداشونده با استفاده از روش تاگوچی
فايل پيوست

چکیده روش ریخته‌گری مدل فومی فدا شونده، یک روش نوین برای ریخته‌گری قطعات پیچیده می‌باشد که علاوه بر داشتن مزایای فنی و اقتصادی نسبت به روش سنتی دارای مزایای زیست محیطی ... [ ادامه مطلب ]

مجله: مجله علمی پژوهشی مهندسی مکانیک مدرس
پرداخت و دانلود قیمت: 1200 تومان

مقایسه تاثیر چیدمان مختلف تکنولوژی دنده‌های ٧ شکل در افزایش توربولانس جریان و انتقال حرارت در خنک کاری داخلی پره‌های توربین گاز
فايل پيوست

چکیده افزایش دمای گاز ورودی به توربین‌های گازی باعث افزایش قدرت و راندمان حرارتی آن‌ها خواهد شد. با توجه به محدودیت دمایی آلیاژهای مورد استفاده، به‌کارگیری روش-هایی جهت کاهش دمای اجزای ... [ ادامه مطلب ]

مجله: مجله علمی پژوهشی مهندسی مکانیک مدرس
پرداخت و دانلود قیمت: 1200 تومان

بهبود عملکرد تکنیک روانکاری کمینه در فرایند سنگزنی با استفاده از نانوسیال ترکیبی و ارتعاشات التراسونیک
فايل پيوست

چکیده تکنیک روانکاری کمینه در فرآیند سنگزنی دارای مزایای متعدد فنی و اقتصادی است. این تکنیک نه تنها عملکرد فرآیند سنگزنی شامل یکپارچگی سطح، نیروهای سنگزنی و سایشِ چرخ سنگ را ... [ ادامه مطلب ]

مجله: مجله علمی پژوهشی مهندسی مکانیک مدرس
پرداخت و دانلود قیمت: 1200 تومان

بررسی اثر نصب بالچه متحرک در دیسک گذردهی هوای انتهای چتر فرود
فايل پيوست

چکیده در این پژوهش با اعمال تحریک اجباری در میدان سیال، اثرات استفاده از ابزارهای کنترلی جدید بر رفتار چتر فرود و میزان کارایی آن مورد مطالعه قرار می‌گیرد. مدل‌سازی انجام ... [ ادامه مطلب ]

مجله: مجله علمی پژوهشی مهندسی مکانیک مدرس
پرداخت و دانلود قیمت: 1200 تومان

طراحی کنترل کننده مد لغزشی مرتبه کبری برای سیستم کوادروتور
فايل پيوست

چکیده کوادروتورها یک نمونه از هواپیما‌های بدون سرنشین هستند که دارای ویژگی‌های منحصر به فردی در مقایسه با دیگر پهپادها می‌باشند که می‌توان به برخواست و فرود به صورت عمودی، پرواز ... [ ادامه مطلب ]

مجله: مجله علمی پژوهشی مهندسی مکانیک مدرس
پرداخت و دانلود قیمت: 1200 تومان

بررسی چروکیدگی با استفاده از یک الگوریتم هندسی در فرایند کشش عمیق هیدرودینامیکی با فشار شعاعی و جریان روبه‌داخل سیال
فايل پيوست

چکیده پیش‌بینی چروکیدگی و جلوگیری از آن، در طراحی ابزار و تعیین پارامترهای مؤثر در فرآیندهای شکل‌دهی ورقهای فلزی بسیار مهم می‌باشد. در شکل‌دهی فنجان‌های فلزی، چروک ممکن است در دو ... [ ادامه مطلب ]

مجله: مجله علمی پژوهشی مهندسی مکانیک مدرس
پرداخت و دانلود قیمت: 1200 تومان

بهبود عملکرد ذخیره‌ساز‌های حرارتی نهان به کمک تغییر مسیر جریان‌های جابجایی طبیعی
فايل پيوست

چکیده فناوری‌های ذخیره انرژی حرارتی رویکردی نسبتا جدید در کاهش مصرف انرژی و ایجاد تعادل در مصرف، پیک‌سایی و افزایش سهم انرژی‌های تجدیدپذیر در تامین انرژی می‌باشند. با وجود محاسن زیاد، ... [ ادامه مطلب ]

مجله: مجله علمی پژوهشی مهندسی مکانیک مدرس
پرداخت و دانلود قیمت: 1200 تومان

طراحی هدایت غیر خطی پایدار یک وسیله زیرآبی در خط اثر شناور توسط مسیر تخمین زده شده با فیلتر پارتیکل
فايل پيوست

چکیده هدایت یک وسیله زیرآبی در مسیر خط اثر شناور هدف به دلیل پیچیدگی هدایت در آب و همچنین محدودیتهای حسگرها همچنان به عنوان اصلی‌ترین روش هدایت آشیانه‌یابی به حساب می‌آید. ... [ ادامه مطلب ]

مجله: مجله علمی پژوهشی مهندسی مکانیک مدرس
پرداخت و دانلود قیمت: 1200 تومان

مطالعه ناحیه متاثر از حرارت در برش لیزری ورق نازک تیتانیوم خالص به وسیله لیزر پیوسته دی‌اکسیدکربن
فايل پيوست

چکیده از روش‌های نوین برش ورق‌های فلزی، برش توسط لیزر است. در این روش، میزان ناحیه متأثر از حرارت و در نتیجه تغییر ساختار ماده پایه و نیز اعوجاج نسبت به ... [ ادامه مطلب ]

مجله: مجله علمی پژوهشی مهندسی مکانیک مدرس
پرداخت و دانلود قیمت: 1200 تومان

نمونه نقشه استاندارد جزئیات اتصال بادبندهای افقی (JIS Profiles) - مجموعه ۲
فايل پيوست

نمونه نقشه استاندارد Horizontal Bracing (JIS) Standard Drawing - Sample 2 مجموعه پیش رو شامل جزئیات کامل 10 تیپ متفاوت اتصال بادبندهای افقی: 3 تیپ جهت اتصال نبشی دوبل، 4 ... [ ادامه مطلب ]

پرداخت و دانلود قیمت: 3500 تومان
 مشخصات کلی: 

گروه: عمران

نمونه نقشه استاندارد جزئیات اتصال بادبندهای افقی (DIN Profiles) - مجموعه ۱
فايل پيوست

نمونه نقشه استاندارد Horizontal Bracing (DIN) Standard Drawing - Sample 1 فایل dwg حاضر شامل جزئیات کامل 7 تیپ متفاوت اتصال بادبندهای افقی: 3 تیپ جهت اتصال نبشی دوبل، و 4 تیپ ... [ ادامه مطلب ]

پرداخت و دانلود قیمت: 3500 تومان
 مشخصات کلی: 

گروه: عمران

نمونه نقشه استاندارد جزئیات نرده محافظ
فايل پيوست

نمونه نقشه استاندارد Handrail Details Standard Drawing فایل dwg حاضر شامل جزئیات کامل نرده های محافظ، جزئیات اتصال نرده های محافظ به سازه های فولادی، جزئیات اتصال نرده های محافظ به ... [ ادامه مطلب ]

پرداخت و دانلود قیمت: 3500 تومان
 مشخصات کلی: 

گروه: عمران

نمونه نقشه استاندارد جزئیات اتصال ساده (مفصلی) صفحه ستون (DIN Profiles) - مجموعه ۵
فايل پيوست

نمونه نقشه استاندارد Simple Column Base Plate (DIN) Standard Drawing - Sample 5 فایل dwg حاضر شامل جزئیات کامل اتصال صفحه ستون (مفصلی) جهت پروفیلهای HEA280 & HEB300~HEB800 می باشد. امیدواریم دانش، تجربه ... [ ادامه مطلب ]

پرداخت و دانلود قیمت: 3500 تومان
 مشخصات کلی: 

گروه: عمران

نمونه نقشه استاندارد جزئیات اتصال گیردار صفحه ستون (JIS Profiles) - مجموعه ۴
فايل پيوست

نمونه نقشه استاندارد Fixed Column Base Plate (JIS) Standard Drawing - Sample 4 فایل dwg حاضر شامل جزئیات کامل اتصال صفحه ستون (گیردار) جهت پروفیلهای H 150x150x7x10 ~ H 498x432x45x70 می ... [ ادامه مطلب ]

پرداخت و دانلود قیمت: 3500 تومان
 مشخصات کلی: 

گروه: عمران

نمونه نقشه استاندارد جزئیات اتصال گیردار صفحه ستون (DIN Profiles) - مجموعه ۳
فايل پيوست

نمونه نقشه استاندارد Fixed Column Base Plate (DIN) Standard Drawing - Sample 3 فایل dwg حاضر شامل جزئیات کامل اتصال صفحه ستون (گیردار) جهت پروفیلهای HEA180 ~ HEA360 و HEB180 ~ ... [ ادامه مطلب ]

پرداخت و دانلود قیمت: 3500 تومان
 مشخصات کلی: 

گروه: عمران

نمونه نقشه استاندارد جزئیات اتصال گیردار صفحه ستون (DIN Profiles) - مجموعه ۲
فايل پيوست

نمونه نقشه استاندارد Fixed Column Base Plate (DIN) Standard Drawing - Sample 2 فایل dwg حاضر شامل جزئیات کامل اتصال صفحه ستون (گیردار) جهت پروفیلهای HEB200 ~ HEB650 می باشد. امیدواریم دانش، تجربه ... [ ادامه مطلب ]

پرداخت و دانلود قیمت: 3500 تومان
 مشخصات کلی: 

گروه: عمران

نمونه نقشه استاندارد جزئیات اتصال گیردار صفحه ستون (DIN Profiles) - مجموعه ۱
فايل پيوست

نمونه نقشه استاندارد Fixed Column Base Plate (DIN) Standard Drawing - Sample 1 مجموعه پیش رو شامل جزئیات کامل اتصال صفحه ستون (گیردار) در دو دسته بندی مجزا: ستونهای بادبندی و ... [ ادامه مطلب ]

پرداخت و دانلود قیمت: 3500 تومان
 مشخصات کلی: 

گروه: عمران

نمونه نقشه استاندارد جزئیات اتصال بادبند قائم (JIS Profiles) - مجموعه ۶
فايل پيوست

نمونه نقشه استاندارد Vertical Bracing Connection (JIS) Standard Drawing - Sample 6 مجموعه پیش رو شامل جزئیات کامل تیپهای مختلف از اتصال بادبند قائم جهت پروفیلهای: L75x75x6~2L200*200*25 - C150x75x6.5x10~2C250x90x9x13 - H100x100x6x8~H300x305x15x15 ... [ ادامه مطلب ]

پرداخت و دانلود قیمت: 3500 تومان
 مشخصات کلی: 

گروه: عمران

نمونه نقشه استاندارد جزئیات اتصال بادبند قائم (ناودانی DIN) - مجموعه ۵
فايل پيوست

نمونه نقشه استاندارد Vertical Bracing Connection (DIN Channels) Standard Drawing - Sample 5 مجموعه پیش رو شامل جزئیات کامل 6 تیپ متفاوت اتصال بادبند قائم جهت پروفیلهای ناودانی: 2UNP80~2UNP200 می باشد. امیدواریم ... [ ادامه مطلب ]

پرداخت و دانلود قیمت: 3500 تومان
 مشخصات کلی: 

گروه: عمران

ناحیه کاربری

فرمت ایمیل صحیح نمی باشد. ایمیل خود را وارد نمایید.

رمز عبور خود را وارد نمایید.

مجله اینترنتی دیتاسرا
کلیه حقوق مادی و معنوی این وبسایت متعلق به گروه نرم افزاری دیتاسرا می باشد.
Copyright © 2018