نمونهسازی کامپوزیتهای پیزوسرامیک-پلیمر با روش ریختهگری محلولی جهت استفاده در ترانسدیوسرهای آکوستیک
نویسندگان
1 گروه مهندسی مکانیک، دانشکده مکانیک، دانشگاه صنعتی اراک، اراک، ایران
2 گروه مهندسی مکانیک، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی اراک، اراک، ایران
doi
چکیده
با توجه به اینکه پیزوکامپوزیتهای با الگوی اتصال 3-0 انعطاف پذیری خوبی داشته و در ترانسدیوسرهای زیرآبی کاربرد دارند، این تحقیق ضمن مطالعه روشهای مختلف ارائه شده جهت ساخت مواد پیزوکامپوزیت که اغلب در مرحله توسعه و نوآوری قرار دارند؛ با بررسی ویژگیها، مزایا و معایب هر روش، روش تلفیقی و کم هزینهای جهت ساخت پیزوکامپوزیتهای نوع 3-0 با قابلیت استفاده برای طیف وسیعی از مواد پلیمری ارائه کرده است. با استفاده از این روش پیزوکامپوزیتهای PZT/EP و PZT/EP+TPU با درصدهای وزنی شامل 30 تا 70 درصد PZT ساخته شد. برای این کار ابتدا پودر PZT با رزین اپوکسی ترکیب و بهمنظور پراکندهسازی یکنواخت در زمینه پلیمر، از همزن مغناطیسی استفاده گردید. پس از افزودن هاردنر به محلول، جهت پراکندهسازی بهتر و جلوگیری از چسبندگی ذرات پیزوسرامیک به همدیگر در زمینه پلیمر، از همزن التراسونیک استفاده گردید. پس از افزایش ویسکوزیته محلول، مجدد از همزن مغناطیسی استفاده گردید. سپس محلول را درون قالب ریخته و در ظرف دسیکاتور متصل به پمپ خلأ قرار داده تا فرایند حبابزدایی محلول انجام شود. پس از تکمیل فرایند پلیمریزاسیون، نمونهها خشک شده و فرآیند پخت آنها تکمیل گردید. پیزوکامپوزیتها پس از پولیشکاری، با استفاده از لایه مسی الکترودگذاری شدند. در مرحله آخر، فرآیند قطبیسازی با استفاده از روش تخلیه کرونا انجام شد. نتایج آنالیزهای XRD، FT-IR و SEM بررسی گردید و پیزوکامپوزیتهای ساخته شده را به جهت اطمینان از صحت مراحل ساخت، الکترودگذاری، قطبیسازی و همچنین عملکرد صحیح خاصیت پیزوالکتریک، به-صورت متناوب تحت تنش قرار داده و ولتاژ خروجی بهوسیله اسیلوسکوپ مشاهده گردید.