اثر میدان مغناطیسی بر خواص فیزیکی و مکانیکی نانوکامپوزیت های هیبریدی نانوصفحه های گرافن- Fe۳O۴ بر پایه اپوکسی

فرضیه ها: در سال های اخیر نانوکامپوزیت های بر پایه نانوصفحه های گرافن (GNP) و مشتقات آن با ارائه خواص فیزیکی-مکانیکی مناسب توجه زیادی را به خود جلب کرده اند. از سوی دیگر نانوذرات مغناطیسی تحت تاثیر میدان با غلبه بر نیروهای سطحی و تجمع ذرات می توانند از رسوب در پلیمرها جلوگیری کنند. بر این اساس با توجه به مشخصه های مغناطیسی اکسیدآهن (Fe۳O۴) و خواص استحکامی بالای GNP، ساخت نانوکامپوزیت های هیبریدی Fe۳O۴ و GNP برای دستیابی به توزیع، پراکندگی مناسب و استحکام زیاد از اهداف این مقاله است. روش ها: در پژوهش حاضر اثر غلظت GNP (۰.۳، ۰.۵ و ۰.۷% وزنی) و Fe۳O۴ (۲، ۵ و %۸ وزنی) بر خواص فیزیکی-مکانیکی اپوکسی بررسی شد. از این رو با به کارگیری در دو روش جدید با حضور و عدم حضور میدان مغناطیسی با شدت بسیار کوچک (۹۰ گاوس) و هم زمان اختلاط برشی سرعت زیاد، پراکندگی و توزیع نانوذرات بررسی شد. در ادامه، نانوکامپوزیت های دارای گلاس بر پایه رزین اپوکسی ساخته و خواص مکانیکی در این رزین های تقویت شده ارزیابی شدیافته ها: نتایج پراش پرتو X، میکروسکوپی الکترونی پویشی و عبوری (SEM/TEM) و تحلیگر شبکه برداری (VNA) نشان داد، اعمال میدان مغناطیسی به بهبود اختلاط نانوذرات در رزین های تقویت شده می شود. زیرا برهم کنش های گروه های عاملی گرافن و سطح فعال فلزی Fe۳O۴ به تشکیل Fe۳O۴/GNP جفت شده منجر می شود. اعمال میدان مغناطیسی سبب پراکندگی و توزیع مناسب در ابتدا برای ذرات Fe۳O۴ و سپس GNP جفت شده با آن می شود. چنانچه نتایج آزمون کشش در حضور میدان مغناطیسی، افزایش %۲۶.۴۱ استحکام، %۶۰.۲ چقرمگی، %۲۶.۷ ازدیاد طول و کاهش %۰.۱۱ مدول نسبت به اپوکسی خالص را نشان می دهد. همچنین با استفاده از رزین تقویت شده، کامپوزیت های شیشه-اپوکسی-تقویت شده ساخته که باعث افزایش %۱۲ استحکام کششی، کاهش %۱.۸۷ مدول کششی، افزایش %۴۸ استحکام خمشی و افزایش %۱۳.۵مدول خمشی در مقایسه با شیشه-اپوکسی-خالص شد. این محصول در طراحی، ساخت و سبک سازی انواع سازه های هوایی و فضایی کاربرد دارد.

کلیدواژه ها:

نانوکامپوزیت ، همزن برشی سرعت بالا ، Fe۳O۴/GNP ، میدان مغناطیسی ، خواص مکانیکی