اثر نانوسیلیکا بر خواص استحکام خمشی و پایداری گرمایی نانوکامپوزیت های الیاف شیشه-رزین فنولی

کامپوزیت‌های ساخته شده از الیاف شیشه-رزین فنولی به­ طور مؤثر در ساخت سپرهای گرمایی به­ کار رفته در محفظه سوختن استفاده می‌شوند. برای بهبود عملکرد این نوع از سازه‌های کامپوزیتی، استفاده از نانوذرات سیلیکا (SiO2) از محتمل­ ترین نوع نانوذرات است. در پژوهش حاضر، اثر افزودن نانوسیلیکا بر خواص فداشوندگی کامپوزیت‌های فنولی- الیاف شیشه بررسی شد. کامپوزیت­ های فداشونده الیاف شیشه-رزین فنولی با افزودن مقادیر متفاوت از %1 تا %3 وزنی پرکننده نانوسیلیکا، که اندازه ذره آن‌ها حدود 45nm بود، با استفاده از پرس گرم ساخته شدند. خواص مکانیکی، گرمایی و فداشوندگی کامپوزیت‌های ساخته شده بررسی شد. خواص فداشوندگی کامپوزیت­ ها با آزمون اکسی استیلن بررسی و سرعت فرسایش سطح خطی و وزنی آن­ ها محاسبه شد. آزمون پایداری گرمایی کامپوزیت­ ها با گرماوزن­ سنجی در جو هوای خشک و از دمای محیط تا دمای 800 درجه سلسیوس انجام شد. سرعت گرمادهی آزمون 10C/min و وزن نمونه‌ها حدود 20mg بود. نتایج نشان داد، با افزودن نانوسیلیکا پایداری گرمایی نانوکامپوزیت‌ها افزایش می­ یابد، طوری ­که سرعت فرسایش خطی و وزنی نانوکامپوزیت دارای %3 وزنی نانوسیلیکا نسبت به نمونه بدون نانوسیلیکا به ترتیب 52 و %48 کاهش یافت. بررسی استحکام خمشی سه­ نقطه‌ای این کامپوزیت­ ها نشان داد، استحکام خمشی این سازه‌های کامپوزیتی  وقتی به حداکثر مقدار می­ رسد که مقدار  نانوسیلیکای به­ کار رفته در آن‌ها %2 باشد. مدول خمشی و استحکام نمونه‌های دارای %2 وزنی نانوسیلیکا  به ترتیب حدود 19 و %40  نسبت به کامپوزیت خالص افزایش یافته است. با وجود این، افزایش %3 وزنی نانوذرات موجب کاهش جزئی استحکام و مدول خمشی نسبت به نمونه دارای %2 وزنی نانوسیلیکا شده است.