بررسی تاثیر فرآیند ساخت افزایشی FDM و FGF بر خواص مکانیکی و حرارتی نانوکامپوزیت های ABS تقویت شده با نانومواد هیبریدی CNT-GO

سال انتشار: 1405
نوع سند: مقاله ژورنالی
زبان: فارسی
مشاهده: 3

فایل این مقاله در 16 صفحه با فرمت PDF قابل دریافت می باشد

استخراج به نرم افزارهای پژوهشی:

لینک ثابت به این مقاله:

شناسه ملی سند علمی:

JR_MME-27-1_001

تاریخ نمایه سازی: 8 آبان 1405

چکیده مقاله:

نانوصفحات کربنی هیبریدی مسیری موثر برای بهبود عملکرد مکانیکی و حرارتی ترموپلاستیک های مورد استفاده در ساخت افزایشی مبتنی بر اکستروژن فراهم می کنند. در این پژوهش، نانوکامپوزیت های آکریلونیتریل-بوتادین-استایرن (ABS) تقویت شده با افزودنی های هیبریدی نانولوله های کربنی (CNT) و اکسید گرافن (GO) با استفاده از دو روش رسوب گذاری مذاب با فیلامنت (FDM) و رسوب گذاری مذاب با گرانول (FGF) ساخته شدند. برای بهبود پراکندگی نانوصفحات پیش از اکستروژن، از راهکار اختلاط با کمک انحلال شیمیایی استفاده گردید. خواص مکانیکی (کشش و خمش)، رفتار حرارتی (گرماسنجی پویشی تفاضلی DSC و وزن سنجی گرمایی TGA)، ساختار شیمیایی (طیف سنجی فروسرخ FTIR) و ریزساختار (میکروسکوپ الکترونی روبشی گسیل میدانی FESEM) نمونه ها مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که ترکیب متوازن۰.۱۵%CNT/۰.۱۵%GO در آزمون کشش، مدول کشسانی را در FDM به میزان ٪۲۳ و در FGF به میزان ٪۲۵ افزایش داد. استحکام کششی نیز به ترتیب ٪۱۵ و ٪۲۷ بهبود یافت. در آزمون خمش، ترکیب ۰.۱%CNT/۰.۲%GO در فرآیند FGF با افزایش ٪۱۱۴ مدول خمشی و ٪۶۳ استحکام خمشی، بهترین عملکرد را نشان داد. تحلیل های حرارتی افزایش دمای انتقال شیشه ای تا ۵٫۴ درجه سانتی گراد و افزایش دمای تخریب ٪۵ وزنی تا ۱۵ درجه سانتی گراد را در نانوکامپوزیت ها تایید کردند. تصاویر ریزساختاری نشان دهنده پراکندگی یکنواخت نانوذرات، کاهش تخلخل و مکانیزم های انحراف و پل زنی ترک در نمونه های هیبریدی بود. اگرچه FDM مقادیر مطلق بالاتری در خواص مکانیکی ارائه داد، FGF بهبودهای نسبی بیشتری به ویژه در خواص خمشی نشان داد. یافته های این پژوهش نشان می دهد که انتخاب روش ساخت و نسبت بهینه تقویت کننده ها نقش تعیین کننده ای در کارایی تقویت کنندگی پلیمرها در ساخت افزایشی دارند.

کلیدواژه ها:

نانوتقویت کننده های های کربنی هیبریدی ، نانولوله های کربنی-اکسید گرافن ، ABS ، رسوب گذاری مذاب با فیلامنت ، رسوب گذاری مذاب با گرانول ، ساخت افزایشی ، خواص مکانیکی

نویسندگان

سواره محسن محی الدین شیخان

دانشکده مهندسی مکانیک، گروه مهندسی ساخت و تولید، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران

مهران محبوب خواه

دانشکده مهندسی مکانیک، گروه مهندسی ساخت و تولید، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران

رضا نجار

دانشکده شیمی، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران

مراجع و منابع این مقاله:

لیست زیر مراجع و منابع استفاده شده در این مقاله را نمایش می دهد. این مراجع به صورت کاملا ماشینی و بر اساس هوش مصنوعی استخراج شده اند و لذا ممکن است دارای اشکالاتی باشند که به مرور زمان دقت استخراج این محتوا افزایش می یابد. مراجعی که مقالات مربوط به آنها در سیویلیکا نمایه شده و پیدا شده اند، به خود مقاله لینک شده اند :
  • T.D. Ngo, A. Kashani, G. Imbalzano, K.T.Q. Nguyen, and D. ...
  • T. Wohlers and T. Gornet, History of additive manufacturing, Wohlers Report ...
  • B.N. Turner, R. Strong, and S.A. Gold, "A review of ...
  • X. Gao, D. Zhang, and S. Qi, "Material extrusion-based additive ...
  • ASTM F۲۷۹۲-۱۲ a, Standard Terminology for Additive Manufacturing Technologies. West ...
  • H. Liu, K. Gong, A. Portela, Z. Cao, R. Dunbar, ...
  • C. Suvanjumrat, K. Chansoda, and W. Chookaew, "Additive manufacturing advancement ...
  • D. Popescu, A. Zapciu, C. Amza, F. Baciu, and R. ...
  • A.W. Gebisa and H.G. Lemu, "Investigating effects of fused-deposition modeling ...
  • R. Patel, C. Desai, S. Kushwah, and M.H. Mangrola, "Review ...
  • R. Rafiei et al., "Optimization of ۳D printing process parameters ...
  • M. Khansari Nabi, A. Mehri, and M. Goudarzi, "Investigation of ...
  • S. Dul, L. Fambri, and A. Pegoretti, "Filaments production and ...
  • H.K. Sezer and O. Eren, "FDM ۳D printing of MWCNT ...
  • T.H. Le, V.S. Le, Q.K. Dang, M.T. Nguyen, T.K. Le, ...
  • N. Arora, S. Dua, V.K. Singh, S.K. Singh, and T. ...
  • J.N. Coleman, U. Khan, W.J. Blau, and Y.K. Gun’ko, "Small ...
  • S. Stankovich et al., "Graphene-based composite materials," Nature, vol. ۴۴۲, no. ...
  • P.C. Ma, N.A. Siddiqui, G. Marom, and J.K. Kim, "Dispersion ...
  • E.W. Fenta and B.A. Mebratie, "Advancements in carbon nanotube-polymer composites: ...
  • D.R. Dreyer, S. Park, C.W. Bielawski, and R.S. Ruoff, "The ...
  • H. Guo, R. Lv, and S. Bai, "Recent advances on ...
  • J. Jyoti, P. Srivastav, D. Singh, and B.P. Singh, "Phase ...
  • Y. Chen, G. Sui, X. Liu, and T. Wang, "EMI ...
  • T. Sheikh and K. Behdinan, "Multiscale study of additively manufactured ...
  • S. Dul, B.J.A. Gutierrez, A. Pegoretti, J. Alvarez-Quintana, and L. ...
  • T. Sheikh and K. Behdinan, "Experimental and multiscale study of ...
  • L.S. De Bortoli, R. De Farias, D.Z. Mezalira, L.M. Schabbach, ...
  • R. Ivanova et al., "Composition-dependent surface and mechanical properties of ...
  • T. Batakliev et al., "Nanoindentation analysis of ۳D-printed PLA-based composites ...
  • N. Vidakis et al., "Additive manufacturing of multifunctional PLA/MWCNT nanocomposites," Nanocomposites, ...
  • S.K. Soni, V. Tody, and B. Thomas, Influence of dispersion ...
  • نمایش کامل مراجع