اثر نانوسیلیکا بر خواص استحکام خمشی و پایداری گرمایی نانوکامپوزیت های الیاف شیشه-رزین فنولی

کامپوزیت های ساخته شده از الیاف شیشه-رزین فنولی به طور موثر در ساخت سپرهای گرمایی به کار رفته در محفظه سوختن استفاده می شوند. برای بهبود عملکرد این نوع از سازه های کامپوزیتی، استفاده از نانوذرات سیلیکا ( SiO2 ) از محتمل ترین نوع نانوذرات است. در پژوهش حاضر، اثر افزودن نانوسیلیکا بر خواص فداشوندگی کامپوزیت های فنولی-الیاف شیشه بررسی شد. کامپوزیت های فداشونده الیاف شیشه-رزین فنولی با افزودن مقادیر متفاوت از % 1 تا % 3 وزنی پرکننده نانوسیلیکا، که اندازه ذرات آن ها حدود 45 nm بود، با استفاده از پرس گرم ساخته شدند. خواص مکانیکی، گرمایی و فداشوندگی کامپوزیت های ساخته شده بررسی شد. خواصفداشوندگی کامپوزیت ها با آزمون اکسی استیلن بررسی و سرعت فرسایش سطح خطی و وزنی آن ها محاسبه شد. آزمون پایداری گرمایی کامپوزیت ها با گرماوزن سنجی در جو هوای خشک، ازدمای محیط تا دمای 800°C انجام شد. سرعت گرمادهی آزمون 10°C/min و وزن نمونه ها حدود20 mg بود. نتایج نشان داد، با افزودن نانوسیلیکا پایداری گرمایی نانوکامپوزیت ها افزایش می یابد،به طوری که سرعت فرسایش خطی و وزنی نانوکامپوزیت دارای % 3 وزنی نانوسیلیکا نسبت به نمونه بدون نانوسیلیکا به ترتیب 52 و % 48 کاهش یافت. بررسی استحکام خمشی سه نقط های این کامپوزیت ها نشان داد، استحکام خمشی این سازه های کامپوزیتی وقتی به حداکثر مقدار می رسدکه مقدار نانوسیلیکای به کار رفته در آن ها % 2 وزنی باشد. مدول خمشی و استحکام نمونه های دارای % 2 نانوسیلیکا به ترتیب حدود 19 و % 40 نسبت به کامپوزیت خالص افزایش یافته است.با وجود این، افزایش % 3 وزنی نانوذرات موجب کاهش جزیی استحکام و مدول خمشی نسبت به نمونه دارای % 2 وزنی نانوسیلیکا شده است.

کلیدواژه ها:

نانوسیلیکا ، کامپوزیت الیاف شیشه ، استحکام خمشی ، پایداری گرمایی ، سرعت فرسایش