مطالعه تجربی تاثیر سیکل سرمایشی و اصلاح سطحی فلز بر خواص خمشی کامپوزیت لایه ای آلومینیوم- اپوکسی/ الیاف بازالت

Abstract

در تحقیق حاضر، تاثیر سیکل سرمایشی بر خواص خمشی کامپوزیت لایه‌ای الیاف- فلز مورد مطالعه قرار گرفت. کامپوزیت لایه ای الیاف- فلز از دو لایه آلومینیوم 2024-T3 و یک لایه کامپوزیت زمینه اپوکسی تقویت شده با الیاف بازالت به روش لایه گذاری دستی ساخته شد. به منظور افزایش چسبندگی بین ورق آلومینیومی و کامپوزیت پلیمری، اصلاح سطحی آلومینیوم به روش های مکانیکی (سنباده زنی)، شیمیایی (حکاکی) و الکتروشیمیایی (آندایز) انجام پذیرفت. هر سیکل سرمایشی در مدت زمان 4 دقیقه بین دمای -40 °C و 25 °C انجام شد. خواص خمشی نمونه‌ها بعد از 15و 30 سیکل سرمایشی مورد ارزیابی قرار گرفت و با خواص خمشی نمونه های بدون سیکل سرمایشی مقایسه شد. با افزایش تعداد سیکل سرمایشی، در نمونه های با آلومینیوم اصلاح سطحی شده به روش آندایز، خواص خمشی ابتدا افزایش یافته و سپس کاهش یافت ولی برای نمونه های با آلومینیوم اصلاح سطحی شده به روش حکاکی، خواص خمشی رفتار کاهشی را نشان داد. در نمونه با اصلاح سطحی سنباده زنی، مدول و انرژی شکست ابتدا افزایش و سپس کاهش یافت، ولی استحکام خمشی سیر نزولی داشت. بررسی میکروسکوپی نیز نشان داد علت کاهش خواص خمشی برای نمونه های با آلومینیوم حکاکی شده و کاهش استحکام خمشی برای نمونه با آلومینیوم سنباده زده شده بعد از سیکل سرمایشی، تغییر مکانیزم شکست از شکست کامپوزیت به جدایش بین لایه های کامپوزیت است، در حالی که برای کامپوزیت های با آلومینیوم آندایز شده، این مکانیزم، شکست کامپوزیت بوده که با انجام سیکل سرمایشی تغییری نکرد.