بررسی تجربی خواص مکانیکی تورمالین اصلاح شده برروی نانوکامپوزیت اپوکسی/سیلیکا

نویسندگان

1 استادیار، گروه زمین‌شناسی، دانشکده علوم‌پایه، دانشگاه پیام نور، تهران، ایران

2 استادیار، گروه مهندسی مکانیک، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه پیام نور، تهران، ایران

doi
10.61186/masm.3.4.560
چکیده

این مقاله به بررسی خواص مکانیکی تورمالین اصلاح شده بر روی نانوکامپوزیت اپوکسی/ سیلیکا می‌پردازد. هدف اصلی این تحقیق بهبود خواص مکانیکی نانوکامپوزیت اپوکسی/ سیلیکا با استفاده از تورمالین به عنوان فاز تقویت‌کننده است. در ابتدا ریخت شناسی و ریزساختار خواص تورمالین بدست آمده و نانوذرات سیلیکا تولید شده با استفاده از تصاویر میکروسکوپ الکترونی(SEM) و طیف سنج پراش انرژی پرتو ایکس (EDX) مورد ارزیابی قرار گرفتند. گونه های عاملی و پیوندهای شیمیایی تورمالین اصلاح شده توسط آنالیز طیفسنج مادون قرمز (FT-IR) آشکار سازی شد. میکروذرات تورمالین اصلاح شده به عنوان فاز تقویت‌کننده با در صدهای وزنی 10، 20 و 30 درصد وزنی همراه با نانوذرات سیلیکا بهینه شده که یک درصد وزنی بدست آمده، وارد ماتریس پلیمری اپوکسی شده‌اند. خصوصیات مختلف ذرات تورمالین مورد بررسی قرار گرفته‌اند و تأثیر آنها بر خواص مکانیکی نانوکامپوزیت مورد ارزیابی قرار گرفته است. آزمایش‌های کشش، خمش سه نقطه‌ایی بر روی نمونه‌های تهیه شده انجام شده و نتایج به دست آمده مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته‌اند. نتایج نشان می‌دهند که افزودن نانوذرات تورمالین اصلاح شده به ماتریس اپوکسی باعث بهبود خواص مکانیکی نانوکامپوزیت می‌شود که با 20 درصد وزنی بالاترین خواص مکانیکی را دارا بود و سپس با افزایش درصدوزنی مواد بعلت کلوخه شدن خواص مکانیکی کاهش پیدا کردند. میزان افزایش استحکام کششی و خمشی در این شرایط به‌ترتیب 35/3% و 22/6% بدست آمده است. این تحقیق می‌تواند به توسعه مواد پیشرفته با خواص مکانیکی بهتر کمک کند.

کلیدواژه‌ها