اثر نانوذرات گرافیت بر پایداری گرمایی و فداشوندگی نانوکامپوزیت های فنولی- الیاف کربن- گرافیت

کامپوزیت­ های فنولی تقویت شده با الیاف کوتاه، نمونه­ ای از مواد پرکاربرد در حوزه­ فناوری­ های دما زیادند که به ­عنوان سپر گرمایی در صنایع مختلف از جمله صنایع هوا­فضا کاربرد ویژه ­ای دارند. در این پژوهش، کامپوزیت الیاف کوتاه کربن بر پایه رزین فنولی، نوع نووالاک مبنای کار قرار گرفت و تلاش شد تا ساختار ماتریس پلیمری برای بهبود خواص پایداری گرمایی و فداشوندگی با استفاده از نانوذرات گرافیت اصلاح شود. در این راستا برای دستیابی به خواص مدنظر، پارامتر­های پایداری گرمایی، فداشوندگی و نیز رفتار مکانیکی نانوکامپوزیت­ های تهیه شده ارزیابی شد تا ترکیب درصد مناسب برای ساخت کامپوزیت و نانوکامپوزیت با قابلیت تحمل دما­های زیاد به­ دست آید. در تمام نمونه ­ها، %۴۰ وزنی الیاف کوتاه کربن به­ کار گرفته شد. در نمونه ­های نانو­کامپوزیت به ترتیب مقدار ۶، ۹ و %۱۲ وزنی نانو­گرافیت استفاده شد. برای بررسی چگونگی توزیع و شکل­ شناسی لایه ­های گرافیت از آزمون پراش پرتو x استفاده شد. نمونه ­ها به قالب­ گیری فشاری داغ تهیه شدند. آزمون­ های گرماوزن­ سنجی و شعله­ اکسی استیلن برای بررسی رفتار گرمایی و مقدار فداشوندگی نمونه ­ها به ­کار گرفته شدند. برای مطالعه­ خواص مکانیکی کامپوزیت­ ها، از دو آزمون خمش سه ­نقطه ­ای و سایش مکانیکی استفاده شد. نتایج این مطالعه نشان داد، افزودن نانوذرات گرافیت ضمن بهبود پایداری گرمایی و کاهش سرعت تخریب، مقدار اتلاف وزن و سرعت فداشوندگی را نیز کاهش می­ دهد. افزودن %۱۲ وزنی نانو­ذرات گرافیت، پایداری گرمایی و سرعت فداشوندگی در آزمون شعله­ اکسی استیلن را به ترتیب ۱۲ و ۱۹٪ بهبود می­ دهد.