مطالعه خواص مکانیکی مواد تابعی پایه رزینی ساخته شده به روش گریز از مرکز

Abstract

به عنوان یک تعریف ساده از مواد با خواص تابعی، مواد کامپوزیتی با ریز ساختار ناهمگن می‌باشند که از دو یا چند جز تشکیل شده‌اند. خواص این مواد از یک سطح به سطح دیگر تغییر می‌کند. روش گریز از مرکز، یکی از روش‌های مفید در ساخت این گونه مواد است که پارامترهای مختلف این فرآیند بر روی شیب توزیع مواد تقویت کننده موثر می‌باشند. در این تحقیق، از پودرهای مس، آهن، کاربید سیلیسیم و آلومینا به عنوان تقویت کننده و از رزین پلی استر، به عنوان ماده پایه استفاده شده است. برای ساخت مواد با خواص تابعی، مواد تقویت کننده با نسبت‌های حجمی مشخص، با رزین مخلوط شده و در قالب چرخان ریخته می‌شود. ذرات با توجه به نیروی گریز از مرکز درون رزین موقعیت‌دهی می‌شوند. عکسبرداری از نمونه‌ها توسط میکروسکوپ نوری انجام گرفته و با استفاده از پردازش تصویر، توزیع ذرات مورد بررسی قرار گرفتند. برای اندازه‌گیری مقاومت مکانیکی قطعات ساخته شده از آزمون خمش سه نقطه‌ای طبق استاندارد ASTM D790 استفاده شد. نتایج نشان می‌دهد که سرعت چرخش قالب یکی از پارامترهای مهم تاثیر گذار بر روی حرکت ذرات تقویت کننده می‌باشد. بطوریکه که افزایش سرعت چرخشی قالب از 250 دور بر دقیقه به 500 دور بر دقیقه، موجب افزایش شیب توزیع مواد تقویت کننده شده است. نتایج حاصل از آزمون خمش بر روی مواد با خواص تابعی مشاهده می‌شود که افزایش استحکام و حجم ذرات تقویت کننده، موجب افزایش استحکام و مدول مواد با خواص تابعی شده است.