بررسی تجربی تأثیر زاویه الیاف و نانوخاک‌رُس بر خواص مکانیکی نانو مواد مرکب هیبریدی بر پایه رزین اپوکسی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استاد، دانشگاه سمنان، دانشکده مهندسی مکانیک

2 کارشناسی ارشد، دانشگاه آزاد اسلامی واحد سمنان، دانشکده مهندسی مکانیک

3 کارشناسی، دانشگاه قم، دانشکده علوم پایه

چکیده

در این پژوهش، تأثیر زاویه قرارگیری الیاف و نانوخاک­رُس کلوسید­ 30 ­بی بر روی خواص مکانیکی موادمرکب لایه­ای الیاف ­شیشه/ اپوکسی مورد بررسی قرار گرفته است. نمونه­های مواد مرکب با الیاف ­شیشه بافته ­شده که به اختصار WR نامیده می­شوند، با چهار زاویه قرارگیری الیاف ساخته شده و با درصدهای وزنی مختلف نانوخاک­رُس شامل 5/0، 5/1 و 3 درصد وزنی در نمونه بهینه ماده­مرکب ترکیب شده و مورد بررسی قرار گرفته­اند. برای بررسی خواص از آزمون­های کشش، خمش و پراش پرتو اشعه ایکس (XRD) استفاده شد. نتایج بیانگر بهبود خواص مکانیکی در نمونه­های ماده ­مرکب با زاویه قرارگیری الیاف 45± نسبت به سایر زاویه­های قرارگیری الیاف بوده است. افزودن نانوخاک­رُس موجب بهبود خواص مکانیکی نمونه­های نانو مواد­ مرکب هیبریدی نسبت به نمونه­های مواد مرکب شده است. بهترین نتایج در نمونه­های حاوی5/0 و 5/1 درصدوزنی نانوخاک­رُس مشاهده شده است.

کلیدواژه‌ها


[1] Zhu G., Goldsmith W., Dharan C. K., “Penetration of Laminated Kevlar by Projectiles: I. Experimental Investigation,” International Journal of Solids and Structures, vol. 29, pp. 399-419, 1992. [2] Pedram S.,Ebrahim Moussavi-Torshizi S., Dariushi S., Sadighi M., “A study on tensile properties of a novel fiber/metal laminates,” Materials Science and Engineering: A, vol. 527, pp. 4920-4925, 2010. [3] Yudhanto A., Watanabe N., Iwahori Y., “The effects of stitch orientation on the tensile and open hole tension properties of carbon/epoxy plain weave laminates,” Materials & Design, vol. 35, pp. 563-571, 2012. [4] Huang G., “Tensile and bending behaviours of laminates with various fabric orientations,” Materials & Design, vol. 27, pp. 1086-1089, 2012. [5] پل محمدحسین, لیاقت غلامحسین, عرازی فرشیدحاجی, بررسی تجربی تاثیر نانورس بر خواص بالستیکی مواد مرکب, مجله علمی پژوهشی مهندسی مکانیک مدرس, دوره 12، شماره 1، اردیبهشت 1391. [6] Sun L., Gibson R. F., Gordaninejad F., Suhr J., “Energy Absorption Capability of Nanocomposites: A Review,” Composites Science and Technology, vol. 69, pp. 1392-2409, 2009. [7] Beyer G., “Nanocomposites: A New Class of Flame Retardants for Polymers ,” Plastics, Additives and Compounding, vol. 4, pp. 22-28, 2002. [8] Ho M. W., Lam C. K., Kau K. T., Ng D. H. L., Hui D., “Mechanical Properties of Epoxy Based Composites using Nanoclays,” Composites Structures, vol. 75, pp. 415-421, 2006. [9] Ngo T. D., Ton-That M. T., Hoa S. V., Cole K. C., “Curing Kinetics and Mechanical Properties ofEpoxy Nanocomposites Based on Different Organoclays,” Polymer Engineering & Science, vol. 47, pp. 649-661, 2007. [10] Ngo T. D., Ton-That M. T., Hoa S. V., Cole K. C., “Reinforcing Effect of Organoclay in Rubbery and Glassy Epoxy Resins, Part 1: Dispersion and Properties,” Journal of Applied Polymer Science, vol. 107, pp. 1154-1162, 2008. [11] Sinha Ray S., Okamoto M. “Polymer/Layered Silicate Nanocomposites: a Review from Preparation to Processing,” Progress in Polymer Science, vol. 28, pp. 1539-1641, 2003. [12]Liu W. P., Hoa S. V., Pugh M., “Fracture Toughness and Water Uptake of High- Performance Epoxy/Nanoclay Nanocomposites,” Composites Science and Technology, vol. 65, pp. 2364-2373, 2005. [13]Sharma B., Mahajan S., Chhibber R., Mehta R., “Glass Fiber Reinforced Polymer-Clay Nanocomposites : Processing, Structure and Hygrothermal Effects on Mechanical Properties,” Procedia Chemistry, vol. 4, pp. 39-46, 2012. [14] Chun-ki L., Kin-tak L., Hoi-yan Cheung, Hang-yin L., “Effect of ultrasound sonication in nanoclay clusters of nanoclay/epoxy composites,” Materials Letters, vol. 59, pp. 1369-1372, 2005. [15]Standard Test Method for Tensile Properties of Polymer Matrix Composite Materials 1,” Transition,Designation: D 3039/D 3039M – 08, pp. 1-13, 2008. [16] Standard Test Methods for Flexural Properties of Unreinforced and Reinforced Plastics and Electrical Insulating Materials 1, ,” Annual Book of ASTM Standards, pp. 1-11, 2008. [17] R. M. Jones, Mechanics Of Composite Materials (Materials Science & Engineering Series), Second edition, pp. 260-274, 1999