بررسی اثر تقویتی استفاده از نانوذرات در بارگذاری شبه استاتیک کامپوزیت‌های شیشه-اپوکسی

Abstract

کاربرد کامپوزیت‌ها به واسطه خواصی چون نسبت استحکام به وزن بالا، مقاومت بالا نسبت به خوردگی و پوسیدگی و همچنین امکان ساخت اشکال پیچیده در صنایع مختلف با رشد چشمگیری مواجه شده، اما به دلیل آسیب‌پذیری این مواد در برابر بارهای ضربه‌ای ناخواسته، کاربرد آن‌ها با محدودیت‌هایی مواجه شده است. هزینه‌های نسبتاً بالای انجام آزمون ضربه سرعت پایین (LVI) و محدودیت داده‌برداری به دلیل مدت‌زمان کوتاه انجام آن از یک طرف و تطبیق نتایج آزمون نفوذ شبه استاتیک (QSI) با آزمون LVI از طرف دیگر، پژوهشگران را برای استفاده از آزمون QSI به‌جای آزمون LVI متقاعد کرده است. این پژوهش، تأثیر استفاده از درصدهای مختلف نانورس (1، 3، 5 و 7 درصد) بر خواص ضربه‌ای کامپوزیت شیشه-اپوکسی را مورد بررسی قرار داده و برای این منظور از آزمون QSI برای پیش‌بینی رفتار این نانوکامپوزیت بهره برده است. برای توزیع همگن نانورس در بستر رزین از همزن مکانیک و آلتراسونیک استفاده شده که طیف‌سنجی پراش انرژی پرتو ایکس (EDX) انجام شده از مقطع نانورزین، موفق بودن این فرایند را تأیید کرده است. نتایج آزمون QSI نشان داد که اضافه کردن 3 درصد نانورس به کامپوزیت شیشه-اپوکسی، انرژی جذب‌شده را تا 16 درصد و سفتی را تا 12 درصد بهبود می‌دهد. همچنین با بررسی عکس‌های میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) از مقاطع نانورزین‌ها مشخص شد که نمونه‌های حاوی 7 درصد نانورس به دلیل به هم چسبیدن نانوذرات با افت خواص مکانیکی روبرو شدند.