ساخت و مشخصه یابی نانو کامپوزیت نشکن کاربید سیلسیم و پلی متیل متا اکریلات

چکیده بدنه های سرامیکی ترکیبات متشکل از عناصر فلزی- غیر فلزی هستند که این عناصر به طور شیمیایی به هم متصل شده اند. هرچند این بدنه ها دارای مزیت های همانند قیمت تمام شده پایین ، سختی و خواص مکانیکی مطلوبی می باشند ولی ویژگی تردی و شکنندگی این بدنه ها سبب پرهزینه شدن و نیز کندبودن فرایند ساخت این بدنه ها در سال های اخیر شده است. در سال های اخیر توجه به ترکیبات طبیعی و الگوبرداری ساختار آنان جهت رفع محدودیت های بدنه های سرامیکی ساخته دست بشر، توجه اکثر محققین را به خود جلب نموده است. به عنوان مثال چنین الگویی را در مورد صدف می توان عنوان کرد که بدون فرایند پیچیده ای توانسته است بر مشکل تردی خود غلبه نماید. در این پروژه با توجه به مزایای استفاده از فرایند سل – ژل و هم چنین الگوبرداری از ترکیبات طبیعی، تلاش برای ساخت کامپوزیت کاریبد سیلسیم – پلی متیل متا اکریلات متمرکز شده است. به این منظور این کامپوزیت با استفاده از فرایند های آماده سازی بدنه های سلولزی، تزریق نانوذرات سیلیس، پیرولیز ، فرایند احیای کربوترمال سیلیس و فرایند پلیمریزاسیون رادیکال آزاد ساخته شد . در این پروژه از آزمون پراش پرتو ایکس (xrd) به منظور بررسی ساختار فازی حاصل از فرایند احیای کربوترمال سیلیس استفاده شد. بررسی مرفولوژی و توزیع اندازه تخلخل ها، تزریق فاز پلیمر و سطح مقطع نهایی کامپوزیت کاریبد سیلسیم - پلی متیل متا اکریلات توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی (sem) صورت گرفته شد. به منظور بررسی ترکیبات آلی در بدنه های سلولزی از روش های آنالیز های توزین حرارتی (tga) و افتراقی(dta) بهره گرفته شد . هم چنین جهت بررسی فرایند های آماده سازی قبل از فرایند تزریق پلیمر از روش های طیف سنجی تبدیل فوریه فروسرخ (ftir) نیز استفاده شد. نتایج آزمایشات تزریق ذرات در مرحله اول ساخت بدنه متخلخل حاکی از افزایش وزن 45/0 تغییرات وزنی در نمونه ها می باشد که میزان تغییرات وزنی در مرحله دوم تزریق نیز برابر 29/1 گرم بوده است. نتایج اندازه گیری میزان تخلخل ها در بدنه های ساخته شده کاربید سیلسیم حاکی از وجود تخلخل ها به میزان 90 درصد در بدنه های ساخته شده می باشد. آنالیز های حرارتی صورت گرفته بر روی نمونه های خام نشان دهنده کاهش وزن و ابعادی 87 و 65 درصدی می باشد. هم چنین نتایج به دست آمده از آزمایشات مکانیکی حاکی از استحکام خمشی mpa 2?3 و مدول الاستیک gpa 3?? برای کامپوزیت کاریبد سیلسیم – پلی متیل متا اکریلات می باشد. به نظر می رسد خواص به دست آمده برای کامپوزیت ساخته شده ، می تواند این بدنه را به عنوان کاندید نوید بخشی به منظور استفاده در صنایع هوا- فضا و جایگزینی این بدنه به جای آلیاژ های فلزی آلومنیوم مورد استفاده در این صنعت مطرح نماید. کلید واژه : روش سل- ژل ؛ چوب ؛ کاربید سیلسیم؛ پلی متیل متا اکریلات.