بررسی تجربی تاثیر نانوسیلیکا بر مود دوم چقرمگی شکست بین لایه ای کامپوزیت های تقویت شده با الیاف شیشه

Abstract

در این مقاله، تاثیر افزودن نانوذرات سیلیکا بر چقرمگی شکست بین‌لایه‌ای مود دو مورد بررسی تجربی قرار گرفته است. نانو مواد مرکب با زمینه اپوکسی و با 18 لایه الیاف شیشه بافته شده با کسر حجمی الیاف 40 درصد و به روش لایه چینی دستی تولید شده است. نانورزین 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 به‌عنوان سخت‌کننده، تشکیل شده است. برای بررسی تاثیر نانوذرات بر مود دوم شکست بین لایه‌ای نانوکامپوزیت‌ها، نمونه‌هایی با چهار درصد وزنی مختلف صفر، 5/0، 1 و 3 درصد نانوسیلیکا ساخته شدند. همچنین نمونه‌هایی با 1% وزنی نانوسیلیکا و با درصد حجمی الیاف 55% جهت بررسی تاثیر نسبت حجمی الیاف روی نتایج ساخته شدند. از روش نمونه خمشی با شکاف انتهایی (ENF) برای اندازه‌گیری مقاومت بین‌لایه‌ای نمونه‌ها استفاده گردید. نتایج نشان می‌دهد که به ازای افزودن درصدهای وزنی بالای نانوسیلیکا در نمونه‌های نانوکامپوزیتی تغییر چندانی در چقرمگی شکست بین‌لایه‌ای مود دو ایجاد نمی‌شود. این در حالی است که به‌ازای افزودن 5/0 درصد نانوسیلیکا در ماتریس نمونه‌ها، چقرمگی شکست بین‌لایه‌ای تا 36% نسبت به نمونه‌های کامپوزیتی خالص بهبود می‌یابد. همچنین با توجه به نتایج به ازای کاهش نسبت حجمی الیاف چقرمگی شکست نمونه‌ها بیشتر می‌شود.