عنوان
تاثير جهت دهي نانو لوله هاي كربن و نانو صفحات اكسيد گرافن بر رفتار شكست اتصالات چسبي كامپوزيتي
نويسنده اصلي
رضا غلامي
مقطع تحصيلي
كارشناسي ارشد
چكيده
در سال‌هاي اخير، استفاده از اتصالات چسبي به دليل مزيت‌هاي آن نسبت به ساير روش‌هاي اتصال افزايش پيداكرده است. از مزيت‌هاي اتصالات چسبي مي‌توان از توزيع تنش يكنواخت‌تر و هزينه كمتر ساخت نام برد. باوجود تمام مزيت‌هاي گفته‌شده، اين اتصالات داراي نقاط ضعفي نيز هستند، يكي از اين نقاط ضعف، چقرمگي شكست پايين آن‌ها است كه مقاومت كمي در برابر رشد ترك از خود نشان مي‌دهند. يكي از راه‌كارهاي برطرف كردن اين مشكل استفاده از نانو پركننده‌ها درون چسب است. در اين پژوهش از دو نوع نانوذره، نانولوله‌هاي كربن و نانو صفحات اكسيد گرافن، براي تقويت يك نوع چسب اپوكسي استفاده‌شده است. اين نانو ذرات در دو حالت توزيع تصادفي و جهت‌دهي شده، در سه درصد وزني مختلف (0.1 ، 0.3 و 0.5) استفاده‌شده‌اند و تأثير آن‌ها بر رفتار شكست اتصالات چسبي كامپوزيتي بررسي‌شده است. چسبنده‌هاي استفاده‌شده از جنس كامپوزيت شيشه – كربن - اپوكسي هستند، از پارچه كربن تك جهته به‌عنوان الكترود براي ايجاد ميدان الكتريكي متناوب (AC)، درون چندلايه كامپوزيتي استفاده‌شده است و جهت‌گيري ذرات در راستاي ضخامت چسب صورت گرفته است. به‌وسيله آزمايش استاندارد تير يك سر گيردار دو لبه و تئوري تير ساده، انرژي شكست شروع رشد ترك و انرژي شكست حين رشد ترك محاسبه‌شده و منحني‌هاي مقاومت براي نمونه‌هاي مختلف رسم شد. بيشترين مقدار بهبود خواص در حالت جهت‌دهي شده و در درصد وزني 0.3 مشاهده‌شده است كه براي نانولوله‌هاي كربن مقدار 179 درصد در انرژي شكست اوليه و 66 درصد در نيروي بيشينه اتصال، براي نانو صفحات گرافن هم 349 درصد در انرژي شكست و 127 درصد در نيروي بيشينه اتصال، نسبت به اتصالات چسبي تقويت نشده بدست آمد. نتايج مشاهده‌شده نشان‌دهنده برتري قابل‌توجه نانو صفحات اكسيد گرافن نسبت به نانولوله‌هاي كربن در بهبود رفتار شكست اتصالات چسبي است. از تصاوير ميكروسكوپ الكتروني روبشي از سطوح شكست براي مشاهده مكانيزم هاي چقرمه كننده استفاده‌شده است و مكانيزم هاي انحراف ترك، پل‌زني و بيرون كشي براي نانولوله‌هاي كربن مشاهده شد و براي نانو صفحات گرافن علاوه بر اين سه مكانيزم، مكانيزم هاي ميخكوب شدن نوك ترك ، جدايش و رشد حفره پلاستيك نيز مشاهده شد.
شماره ركورد
193059
دانشگاه
دانشگاه علم و صنعت ايران
رشته تحصيلي
مهندسي مكانيك
استاد راهنما
دكتر خرمي شاد