تحلیل میکرومکانیکی پاسخ الکتروالاستیک کامپوزیت های زمینه پلیمری تقویت شده با الیاف فازی حاوی نانولوله ی کربنی

در این مقاله رفتار الکترومکانیکی کامپوزیت های هیبریدی تقویت شده با فیبر فازی حاوی نانولوله ی کربنی بررسی می شود. از یک مدل میکرومکانیکی سلول واحد و روابط ساختاری کوپل الکترومکانیکی برای به دست آوردن ثابت های الاستیک و الکتریکی کامپوزیت هیبریدی استفاده می شوند. این کامپوزیت های هیبریدی از فیبر پیزوالکتریک و نانولوله ی کربنی یه عنوان فاز تقویت و زمینه پلیمری ساخته شده است. فیبرهای پیزوالکتریکی با نانولوله های کربنی که در جهت شعاعی هم راستا شده اند پوشانده می شوند. یک ناحیه فاز میانی بین نانولوله ی کربنی و پلیمر به علت فعل و انفعالات بین نانولوله و زمینه پلیمری در نظر گرفته می شود. تاثیرات درصد حجمی و اندازه نانولوله ی کربنی بر خواص نهایی کامپوزیت هیبریدی بررسی شده است. این تاثیرات در جهت عرضی به علت هم راستا شدن نانولوله های کربنی در جهت شعاعی فیبر کربن قابل توجه است. با در نظر گرفتن PZT-7A به عنوان فیبر پیزوالکتریکی تقویت کننده، مطالعه ای بر روی خواص استحکام بخشی آن در مقایسه با PZT-5A انجام شده است تا یک کامپوزیت بهتری ساخته شود. با مقایسه مدل حاضر با یک مدل میکرومکانیکی دیگر، اعتبارسنجی مدل بررسی شده است. تطابق خوبی بین نتایج دو مدل میکرومکانیکی وجود دارد. هم چنین نتایج نشان می دهند که برای خواص الکترومکانیکی عرضی بهتر، استفاده کردن از نانولوله ی کربنی با قطر کمتر پیشنهاد می شود.

Keywords:

میکرومکانیک , نانولوله کربن , الکتروالاستیک , فیبر فازی , پیزوالکتریک