بررسی رفتار مکانیکی- ترمیمی کامپوزیتهای خودترمیم شونده اپوکسی/الیاف شیشه حاوی میکروکپسول و نانوذرات سیلیکا تحت بارگذاری برشی
نویسندگان
1 استاد، مهندسی و علم مواد، دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی، تهران
2 استادیار، مهندسی مواد و متالورژی، دانشگاه فنی و حرفهای، تهران
3 استادیار، مهندسی و علم مواد، دانشگاه زنجان، زنجان
doi
10.22034/ijme.2022.155984چکیده
در این کار پژوهشی، تأثیر همزمان نانوذرات سیلیکا و میکروکپسولهای حاوی عامل ترمیم بر رفتار ترمیمی- مکانیکی کامپوزیتهای خودترمیمشونده اپوکسی/ الیاف شیشه مورد بررسی قرار گرفت. بدین منظور نانوذرات سیلیکا با درصدهای مختلف (1، 3 و 5 درصد وزنی)، در کامپوزیت هوشمند حاوی 14 درصد وزنی حاوی عامل ترمیم کپسوله شده توزیع شدند. به منظور تخریب کامپوزیتهای هوشمند، از آزمون نفوذ شبهاستاتیک با نیروی تخریب N 3300 استفاده شد. همچنین به منظور ارزیابی عملکرد ترمیمی- مکانیکی، از آزمون استحکام برشی بین لایهای استفاده شد. از میکروسکوپ الکترونی روبشی گسیل میدانی (FESEM) برای شناسایی مکانیزمها، عملکرد ترمیم و اندرکنش نانوذرات استفاده شد. نتایج بدست آمده از آزمون نفوذ شبهاستاتیک نشان داد که افزودن نانوذرات سیلیکا باعث کاهش سطح آسیبهای ایجاد شده در کامپوزیت تحت نیروی اعمالی شد که در نهایت منجر به بهبود عملکرد ترمیم شد. کمترین میزان آسیب ایجاد شده در نمونه حاوی یک درصد وزنی نانوذرات سیلیکا مشاهده شد. براساس نتایج بدست آمده کامپوزیت حاوی 5 درصد وزنی نانوذرات سیلیکا با بازده ترمیم 2/118 درصد، بیشترین بازده ترمیم در مقایسه با دیگر کامپوزیتها داشت. ایجاد خطوط V شکل و آگلومره شدن نانوذرات سیلیکا به عنوان مکانیزمهای تأثیرگذار در استحکام برشی کامپوزیتهای خودترمیمشونده، توسط FESEM شناسایی شدند.