تأثیر مقدار اینکونل 625 بر روی خواص مکانیکی و تریبولوژیکی کامپوزیت‌های زمینه تفلون : مطالعات تجربی و شبیه‌سازی دینامیک مولکولی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری، ارگان اصلی مواد، پژوهشگاه علوم و فنون هسته‌ای، تهران.

2 استادیار، ارگان اصلی مواد، پژوهشگاه علوم و فنون هسته‌ای، تهران.

doi
10.22068/jstc.2022.551166.1778
چکیده

کامپوزیت‌های زمینه تفلون به‌طور گسترده به‌عنوان مواد آب‌بندی استفاده می‌شوند. این مواد کامپوزیتی با تقویت‌کننده‌های مختلف به‌صورت صنعتی ساخته و عرضه‌شده‌اند. باوجود خواص مطلوب آب‌بندهای تجاری، این مواد به‌طورکلی قابلیت آب‌بندی در شرایط خاص کاری را ندارند و نیاز به طراحی و ساخت آب‌بندهای کامپوزیت زمینه تفلون با تقویت‌کننده‌های جدید می‌باشد. در این مطالعه از پودر اتمیزه آلیاژ اینکونل 625 به‌عنوان فاز تقویت‌کننده برای ساخت کامپوزیت زمینه تفلون استفاده شده است. تأثیر درصد وزنی تقویت‌کننده بر روی خواص مکانیکی و تریبولوژیکی کامپوزیت‌ها بررسی شده است. بعلاوه، از روش شبیه‌سازی دینامیک مولکولی به‌منظور بررسی سایش کامپوزیت استفاده شد. فزودن اینکونل 625 به‌طور قابل‌توجهی مقاومت سایش تفلون را بهبود می‌بخشد. افزودن فاز تقویت‌کننده اینکونل 625 به زمینه تفلون سبب تغییر ساز‌ و کار سایش تفلون از نوع خستگی به نوع چسبنده می‌شود. با بررسی‌های شبیه‌سازی دینامیک مولکولی مشخص شد که علت این امر به سبب انرژی برهمکنش بالا در فصل مشترک تفلون و اینکونل 625 می‌باشد که اجازه نمی‌دهد تفلون به‌سادگی از نمونه جدا شوند. در بین کامپوزیت‌های توسعه‌یافته، کامپوزیت زمینه تفلون تقویت‌شده با 50 درصد وزنی اینکونل 625 بهترین ترکیب از نظر سختی (70 شور D) و نرخ سایش ویژه (4-10 4/7 mm3 / Nm) را داشت. روش ساخت به سهولت قابل استفاده می‌باشد و نمونه‌های ساخته‌شده قابلیت تولید صنعتی را دارند.