رفتار مکانیکی کامپوزیت‌های اپوکسی- الیاف کربن حاوی مواد خودترمیم انیدریدی تحت بارگذاری عرضی

نویسندگان

1 دانشیار، مهندسی مواد، دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی، تهران، ایران

2 دانشجوی دکترا، مهندسی مواد، دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی، تهران ، ایران

3 دانشجوی کارشناسی ارشد، مهندسی مواد، دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی، تهران، ایران

doi
چکیده

حضور میکروترک‌های عمقی در سازه‌های کامپوزیتی از جمله آسیب‌هایی به‌شمار می‌رود که در صورت مشاهده باید سازه را جایگزین نمود. پدیده خودترمیمی که از سیستم‌های بیولوژیکی مانند شبکه آوندی در گیاهان یا شبکه مویرگی در جانوران الهام گرفته‌ شده است، روشی مناسب برای رفع عیوب و ترمیم میکروترک‌ها است. در این پژوهش با بهره‌گیری از سیستم خودترمیمی، به ترمیم میکروترک‌ها و آسیب‌های ایجاد شده در یک سازه کامپوزیتی پرداخته شده است. بدین منظور از یک سری میکرولوله‌های شیشه‌ای برای ایجاد مکانیزم ترمیم‌شوندگی استفاده شد. این میکرولوله‌ها با نوعی ماده ترمیم‌کننده که شامل رزین به همراه هاردنر انیدریدی بود، پر شدند. زمانی‌که سازه تحت بارگذاری قرار گیرد و در اثر آن آسیب یا میکروترک‌ در نمونه مشاهده شود، با برخورد این ترک‌ها به میکرولوله‌ها، لوله‌ها شکسته شده و ماده درون آن‌ها در محل آسیب جریان پیدا می‌کند که با گذشت زمان باعث حذف آسیب می‌شود. هدف از پژوهش حاضر بررسی کسر حجمی مناسب و زمان مطلوب برای مشاهده پدیده ترمیم‌شوندگی است. بدین منظور میکرولوله‌های شیشه‌ای حاوی مواد ترمیمی انیدریدی با کسرهای حجمی 2، 4 و 6 درصد در کامپوزیت‌های اپوکسی تقویت شده با الیاف کربن تعبیه شدند. خواص خمشی نمونه‌ها با گذشت زمان‌های مختلف پس از ایجاد آسیب بررسی شد. بیشترین مقدار بازیابی استحکام خمشی به میزان 84 درصد برای نمونه حاوی 4 درصد حجمی ماده ترمیمی با گذشت 8 روز پس از ایجاد آسیب مشاهده شد.