بررسی تجربی رفتار مکانیکی کامپوزیت های اپوکسی- الیاف کربن حاوی مواد خودترمیم انیدریدی تحت بارگذاری کششی

Abstract

میکروترک های عمقی از آسیب های عمده در کامپوزیت ها هستند که در صورت مشاهده آنها باید سازه را جایگزین نمود. به منظور رفع این عیوب از پدیده خودترمیمی که از سیستم های بیولوژیکی همانند شبکه آوندی در گیاهان یا شبکه مویرگی در جانوران الهام گرفته شده، می توان استفاده کرد. در این پژوهش با بهره گیری از سیستم خودترمیمی یک بعدی، به ترمیم میکروترک ها و آسیب های ایجاد شده در یک سازه کامپوزیتی پرداخته شد. بدین منظور از چند سری میکرولوله های شیشه ای برای ایجاد مکانیزم ترمیم شوندگی استفاده شد. این میکرولوله ها با نوعی ماده ترمیم کننده شامل رزین به همراه هاردنر انیدریدی پر شدند. با برخورد ترک ها به میکرولوله ها، لوله ها شکسته شده و ماده خودترمیم درون آنها در محل آسیب جریان پیدا کرد و با گذشت زمان باعث حذف آسیب شد. هدف از پژوهش حاضر بررسی کسر حجمی مناسب برای ماده خودترمیم و زمان مطلوب برای مشاهده پدیده ترمیم شوندگی است. بدین منظور میکرولوله های شیشه ای حاوی مواد ترمیمی انیدریدی با کسرهای حجمی 0.75، 1.65 و 2.5 درصد در کامپوزیت های اپوکسی–الیاف کربن تعبیه شدند. خواص کششی نمونه ها با گذشت زمان های مختلف پس از ایجاد آسیب بررسی شد. بیشترین مقدار بازیابی استحکام کششی به میزان 89 درصد برای نمونه حاوی 1.65 درصد حجمی ماده ترمیمی مشاهده شد. همچنین بررسی های مربوط به کرنش نشان داد که حضور میکرولوله ها باعث کاهش کرنش شکست در نمونه ها شده که با افزایش زمان ترمیم، کرنش شکست نیز بهبود می یابد.