بررسی خواص مکانیکی مواد مدرج پله ای پایه پلیمری تقویت شده با نانو لوله کربن با استفاده از آزمون خمش سه نقطه ای

هدف از این مقاله، بررسی خواص مکانیکی مواد مدرج پله ای پایه اپوکسی تقویت شده با نانو لوله های کربنیاست. در این مطالعه، خواص مکانیکی با آزمون خمش سه نقطه بررسی شده است. روشی که در این تحقیق مورد استفاده قرار گرفته است روش های محاسبه مقدار چقرمگی شکست است. نمونه ها با شش درصد جرمی مختلف از نانو لوله های کربنی ساخته شده اند. درصدهای جرمی نانو لوله های کربنی عبارتند از 0%، 0/01%، 0/05%، 0/1%، 0/2%، 0/3%. از دستگاه اولتراسونیک برای توزیع یکنواخت و کاهش آگلومره شدن نانو لوله های کربن در زمینه اپوکسی استفاده شد. به منظور بررسی چقرمگی شکست، ترک های یکسان در دو جهت مختلف بر روی نمونه ها یکبار در سمت با درصد پایین  نانو لوله کربن و بار دیگر در سمت با درصد بالای  نانو لوله کربنایجاد شد. آزمایش خمش سه نقطه حداقل سه بار برای هر نمونه تکرار شد. برای هر ترک، مقادیر مختلف چقرمگی شکست و نیروهای شکست وجود دارد. علاوه بر این، سطح شکست نمونه ها با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که جهت ترک، درصد ذرات نانو لوله کربنی و پراکندگی نانو لوله های کربن پارامترهای مهم هستند به طوری که در مواد کامپوزیتی با تعداد لایه های بیشتر، چقرمگی شکست بالاتر بود و حضور درصد جرمی بالاتر از ذرات نانو لوله کربنی تنها منجر به بهبود استحکام تک لایه می شود و در افزایش چقرمگی کل ماده اثرگذار نیست. همچنین در این تحقیق، مدول الاستیسیته خمشی که متفاوت از مدول الاستیسیته کششی است، بررسی گردید.

کلیدواژه ها:

مواد مدرج پله ای ، کامپوزیت های پایه پلیمری ، نانولوله های کربن ، خواص مکانیکی ، چقرمگی شکست ، آزمون خمش سه نقطه ای