ساخت و بررسی خواص نانوکامپوزیت کربن/فنولیک با استفاده از روش پیرولیز پلیمر و تقویت آن با نانوذرات اکسید فلزی

در این تحقیق با توجه به کاربردهای گسترده کامپوزیت های تقویت شده با الیاف کربن بخصوص در صنایع هوافضا، این مواد با کمک روش پیرولیز پلیمر ساخته شده و خواص مکانیکی و حرارتی نمونه ها مورد بررسی قرار گرفته است. با توجه به نتایج موجود در مورد روش ساخت و عملیات حرارتی رزین فنولیک دمابالا، ابتدا با ترکیب درصدهای مختلف رزین فنولیک و الیاف کربن T۷۰۰ و اعمال سیکل پخت پلیمری شدن با کمک پرس داغ تا دمای ۱۸۰ºC، نمونه های کامپوزیت کربن/فنولیک بدست آمده است. نمونه ها تحت سیکل پخت کربنی شدن تا دمای ۱۱۰۰ºC پخت شده و زمینه فنولیک کامپوزیت کربن/فنولیک به زمینه کربنی دمابالا تبدیل شده است. استحکام خمشی نمونه های مختلف کامپوزیت کربن/فنولیک ساخته شده، مورد آزمایش قرار گرفته است. نتایج آزمایش استحکام خمشی نشان می دهد که کامپوزیت با ۴۰ درصد وزنی الیاف کربن، بیشترین مقدار استحکام را داراست. در مرحله بعدی برای مقاوم-سازی و مستحکم سازی زمینه کربنی کامپوزیت ۴۰ درصد وزنی الیاف کربن، نانوذرات TiO۲ و ZrO۲ به رزین فنولیک با سه درصد حجمی ۱، ۲ و ۵ افزوده شده است. نتایج آزمایش خمش سه نقطه نشان می دهد که با افزودن نانوذرات، استحکام نمونه ها افزایش یافته و این استحکام در ۵ درصد حجمی به بیشترین مقدار می رسد. آزمایش سوزش اکسی استیلن نمونه نشان می دهد که نانوذرات باعث بهبود مقاومت در برابر سوزش کامپوزیت شده و اثر نانوذرات ZrO۲ در مقایسه با TiO۲ بیشتر است. ریزساختار نمونه ها در مراحل مختلف توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی SEM بررسی شده است.

Keywords:

Phenolic resin , Polymer pyrolysis , Metal oxide nanoparticles , Ablation test , Carbon/phenolic composite , رزین فنولیک , پیرولیز پلیمر , نانوذرات اکسید فلزی , آزمایش سوزش و کامپوزیت کربن/فنولیک