بهبود چقرمگی شکست نانوکامپوزیت اپوکسی با استفاده همزمان از نانوذرات سیلیکا با اندازههای مختلف

برای افزایش چقرمگی شکست کامپوزیت اپوکسی، رزین اپوکسی و سخ تکننده انیدریدی با نانوذرات سیلیکا تقویت شد. ذرات سیلیکا با اندازه های 12 ، 20 و 40 nm به شکل تنها یا ترکیب دوتایی به رزین اضافه شده و با دستگاه فراصوتی در ماتریس اپوکسی پخش شدند. تصاویرمیکروسکوپ الکترونی نشان داد، پخش ذرات ب هخوبی انجام شده است. نتایج آزمون کشش، افزایش مدول یانگ و استحکام کششی کامپوزیت ها را با افزایش کسر وزنی ذرات تقویتکننده یا کاهش اندازه آن ها نشان داد. استفاده هم زمان از دو نوع ذره سیلیکا با اندازه های مختلف 20 و40 nm موجب ارتقای بهتر مدول یانگ و استحکام شد. اما، استفاده از ترکیب هر یک از آن ها با اندازه ذرات 12 nm افزایش چشمگیری را در خواص کششی موجب نشد. در حالی که نتایج آزمون خمش سه نقط های نمونه برش دار، که برای اندازه گیری انرژی شکست انجام شد، اثر ه مافزایی قابلتوجهی را در استفاده هم زمان از دو نوع نانوذره سیلیکا نشان داد. انرژی شکست اپوکسی بدون نانوذرات از 280 J/m2 ، برای کامپوزیت دارای نانوذرات 12 nm تا 740 J/m2 افزایش داشت. اگر این ذرات به همراه ذرات 20 nm استفاده شوند، با کسر وزنی کل برابر، انرژی شکست تا 770 J/m2زیاد می شود. در نهایت محاسبات نشان داد، اندازه دهانه ترک حدود چند میکرومتر بوده که خیلی بزرگ تر از ابعاد ذرات سیلیکاست. بنابراین، نقش سازوکار های اتصال و انحراف ترک در افزایش چقرمگی ناچیز است و تغییرشکل پلاستیک و گسترش حباب سازوکار های غالب هستند.

Keywords:

اپوکسی , نانوذرات سیلیکا , چقرمگی شکست , سازوکا رهای چقرمگی , سطح ویژه