اثر افزودن نانولوله های کربنی چندجداره بر رفتار کششی سازه های کامپوزیتی الیاف- فلز

در میان سازه های کامپوزیتی، کامپوزیت های الیاف- فلز به دلیل دارابودن مزایای مهمی از جمله استحکام بالا، وزن کم، مقاومت در برابر خوردگی و رطوبت، خواص خوب خستگی و غیره مورد توجه صنایع مختلف از جمله صنایع هوا و فضا قرار گرفته اند. در تحقیق حاضر هدف آن است تا با اصلاح ساختار این نوع کامپوزیت ها از طریق افزودن نانوفیلر در زمینه به بهبود خواص مکانیکی آن ها کمک شود. بدین منظور درصدهای وزنی مختلف نانولوله کربنی (0، 1/0، 3/0 و 5/0 نسبت به زمینه) از طریق روش های همزدن مکانیکی و آلتراسونیک در ساختار کامپوزیت های الیاف- فلز متشکل از آلومینیم 6061 و اپوکسی/الیاف شیشه E افزوده شد. رفتار مکانیکی نمونه های ساخته شده تحت آزمون کشش تک محوری مورد بررسی قرار گرفت. همچنین برای تشخیص نقش تقویت کنندگی نانولوله های کربنی مطالعه سطح شکست نمونه ها با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی میدانی صورت گرفت. نتایج حاصل از تحقیق حاضر نشان داد که نمونه های نانوکامپوزیتی دارای رفتار کششی بهتری در مقایسه با نمونه شاهد (بدون افزودن فاز نانو) بوده و بیشترین میزان بهبود در استحکام کششی در ارتباط با نمونه حاوی 3/0 درصد وزنی نانولوله کربنی با میزان بهبود 14 درصد مشاهده شد. مطالعات میکروسکوپی موید این موضوع بود که افزودن نانولوله های کربنی در زمینه کامپوزیت های الیاف- فلز باعث بهبود میزان چسبندگی بین زمینه و الیاف می شود. در مجموع نتایج این تحقیق حکایت از آن دارد که افزودن نانولوله های کربنی چندجداره در ساختار کامپوزیت های الیاف- فلز می تواند به بهبود رفتار مکانیکی آن ها تحت بارگذاری کششی کمک شایانی بکند.

کلیدواژه ها:

کامپوزیت های الیاف- فلز ، نانولوله های کربنی چندجداره ، استحکام کششی ، فصل مشترک الیاف – زمینه ، مطالعات میکروسکوپی