بررسی حساسیت نانومادة مرکب نانولولة کربنی - اپوکسی در کرنش‌سنجی با استفاده از تغییرات مقاومت الکتریکی

Abstract

نانولوله‌های کربنی چندجداره، که در مواد پلیمری به‌کار می‌روند، با هدف ایجاد حسگر پیزو مقاومتی در پایش سلامت سازه‌های مهندسی استفاده می‌شوند. در این مقاله، حساسیت به تغییرات کرنش در نانومادة مرکب حاوی نانولوله کربنی - اپوکسی با استفاده از تغییرات الکتریکی بررسی شد. حسگر نانومادة مرکب روی یک تیر آلومنیمی یک‌سر گیردار چسبانده شده است تا اعمال کرنش روی آن ممکن باشد. ابتدا نانولوله‌های کربنی چندجداره با درصد‌های مختلف وزنی از 0/01 تا 1/5، درون زمینة اپوکسی به‌صورت نسبتاً یکنواخت توزیع شدند. این فرایند توسط یک همزن مکانیکی انجام شد. بدین‌ترتیب ماده‌ای هوشمند و مناسب برای سنجش کرنش ایجاد گردید. با استفاده از میکروسکوپ الکترونی ریزساختار این حسگر بررسی شد تا نحوة توزیع نانولوله‌های کربنی درون زمینة اپوکسی و تشکیل شبکة رسانا مشخص شود. اثر فرایند آماده‌سازی نانومادة مرکب بر تغییرات الکتریکی و کرنش، طی بارگذاری مکانیکی بررسی شد. نتایج نشان داد که اختلاط اولیة اپوکسی و سخت‌کننده منجر به حساسیت بیشتر حسگر نسبت به تغییرات الکتریکی شده است. همچنین آماده‌سازی نمونه‌ها با دو دمای پخت 80 و 100 درجة سانتی‌گراد نشان داد که نمونه‌های ساخته‌شده با دمای پخت پایین‌تر، حساسیت بیشتری نسبت به کرنش اعمال شده دارند.