مطالعه ی مقاومت خراشی پلی اتیلن و کامپوزیت تقویت شده آن با نانوذرات کربنات کلسیم

در این پژوهش، بمنظور بررسی نقش نانوذرات کربنات کلسیم بر مقاومت خراش پلی­اتیلن (PE)، آزمون خراش در شرایط گوناگون انجام پذیرفت. بدین­منظور در ابتدا نمونه­های نانوکامپوزیتی زمینه PE تقویت شده با درصدهای وزنی متفاوت از نانوذرات کربنات کلسیم (۰، ۵، ۵/۷ و۱۰) تولید گردید. برای بررسی ریزساختار نمونه­های پلی­اتیلن و پلی­اتیلن تقویت شده با %۱۰ وزنی نانوذرات کربنات کلسیم، این نمونه­ها در حلال تولوئن تبلور یافتند و بعد از اچ شدن با محلولی حاوی پتاسیم پرمنگنات، با استفاده از میکروسکوپ SEM مورد مشاهده قرار گرفتند. نمونه­های نانوکامپوزیتی با استفاده از یک خراشنده­ی مخروطی و در نیروهای عمودی ۵ ، ۱۵ و ۲۵ نیوتن و سرعت خراش mm/s ۱ مورد ارزیابی قرار گرفتند. برای بیان مقاوت ماده در مقابل فرایند خراشیدن، سختی خراش هر نمونه بدست آورده شد. سطح تعدادی از نمونه­های خراش یافته به­وسیله میکروسکوپ الکترونی مورد ارزیابی قرار گرفت. تصاویر ریزساختار نمونه­ها نشان می­دهد که با افزودن نانوذرات کربنات کلسیم به پلی­اتیلن، قطر اسفرولیت­های نواری کاهش می­یابد. نتایج آزمون خراش بیان می­کند که افزودن نانوذرات کربنات کلسیم، به پلی­اتیلن در تمام نیروهای عمودی و موجب افزایش مقاومت خراش نمونه­ها می­شود. البته این روند افزایش در نیروهای عمودی کوچک­تر، محسوس­تر می­باشد. با مقایسه­ی پلی­اتیلن و نانوکامپوزیت حاوی ۱۰% وزنی کربنات کلسیم، مکانیزم تغییرشکل در نیروی کم­تر از ۲۵ نیوتن، برای هر دو یکسان بوده و از نوع شخم زدن نرم است. در حالی که در نیروی ۲۵ نیوتن، برای PE، آسیب پولک ماهی و برای کامپوزیت از نوع سیلان مومسان می­باشد

Keywords:

پلی اتیلن , نانوذرات کربنات کلسیم , فیلم , تغییرشکل سطحی , خراش