بررسی تجربی اثر نانوسیلیکا و نانوگرافن اصلاح شده بر کامپوزیت اپوکسی-الیاف بازالت تحت ضربه سرعت بالا

مواد مرکب به عنوان جایگزینی سبک و بهینه شده برای مواد متداول تر نظیر فلزات، نیاز به بکارگیری روش های گوناگون جهت تقویت استحکام را دارند. افزودن نانو مواد، به عنوان روشی نوین جهت ارتقای استحکام مواد مرکب استفاده می شود. از طرفی اهمیت پدیده ضربه و کاربردهای فراوان آن در صنایع گوناگون بر کسی پوشیده نیست. از این رو در این پژوهش، کامپوزیت چند مقیاسی زمینه اپوکسی تقویت شده با الیاف بازالت حاوی مجموعا 1% وزنی زمینه از نانو ذرات سیلیکا و نانو صفحات گرافن اصلاح سطحی شده، تحت آزمون ضربه سرعت بالا قرار گرفت. ابتدا 5 سری نمونه حاوی 6 لایه از الیاف بازالت به روش لایه چینی دستی ساخته شده و دو نوع پرتابه از جنس آلومینیوم با دماغه سر تیز و سر کروی به ترتیب با جرم های 26.7 و 26.3 گرم با سرعت 116 m/s به نمونه ها برخورد داده شد. به منظور بررسی عملیات اصلاح سطحی، طیف سنجی مادون قرمز تبدیل فوریه (FT-IR) انجام پذیرفت و به کمک میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) نیز اثر افزودن نانو مواد بر اتصال بین زمینه و الیاف در مقیاس میکروسکوپیک بررسی شد. نتایج نشان داد، نمونه حاوی 0.7% نانوسیلیکا و 0.3% نانوگرافن بهترین عملکرد را در جذب انرژی حاصل از ضربه سرعت بالا با افزایش جذب 7.3% برای پرتابه سر تیز و 20.4% برای پرتابه سر کروی نسبت به نمونه بدون نانو مواد از خود نشان می دهد.

کلیدواژه ها:

کامپوزیت چند مقیاسی ، ضربه سرعت بالا ، الیاف بازالت ، نانوسیلیکا ، نانوگرافن