بررسی نقش نانوذرات آلومینا بر روی رفتار خراش پلی متیل متا کریلات

در این تحقیق نقش نانو ذرات آلومینا بر رفتار خراش پلی متیل متاکریلات (pmma) مورد بررسی قرار گرفته است. بدین منظور نمونه های استاندارد از نمونه های خالص پلی متیل متاکریلات و نانو کامپوزیتهای تقویت شده با درصدهای متفاوت وزنی آلومینا (15 ،10 ،5 ،0) توسط روش قالب گیری فشاری ساخته شدند. سپس آزمون خراش بر طبق استاندارد astm g171 در شرایط دمای محیط و سرعت های خراش 1،4 وmm/s 6 و تحت نیروهای خراشی10، 15 و n20 انجام شد. به منظور بررسی تاثیر مقدار مدول الاستیک بر مقاومت به خراش نمونه های خالص و نانوکامپوزیت، آزمون کشش نیز انجام شد و سطح شکست نمونه ها مورد بررسی قرار گرفت. آزمون کشش توسط دستگاه کشش مدل zwick z250، مطابق با استاندارد astm d638 انجام گرفت. سرعت حرکت فک دستگاه mm/min5 درنظر گرفته شد. برای بررسی و شناخت مکانیزم های خراش و شکست از میکروسکوپ الکترونی روبشی(sem) استفاده شد. همچنین به منظور محاسبه عرض خراش نمونه ها از نرم افزار آنالیز تصویر استفاده شد. نتایج آزمون خراش نشان می دهد که سه پارامتر (نیرو ، سرعت و درصد وزنی تقویت کننده ) روی رفتار خراش ماده تاثیر می گذارند. به طوریکه افزایش میزان نیروی خراش باعث افزایش پهنای خراش در نمونه های خالص و کامپوزیتی می شود در حالیکه با افزایش سرعت خراش این مقدار در تمام نمونه ها کاهش پیدا می کند. افزایش درصد وزنی نانوذرات آلومینا تا 10% باعث کاهش پهنای خراش شده است. نتایج ارزیابی میکروسکوپی سطح نمونه های خراش نشان می دهد با افزودن 5 درصد وزنی نانو آلومینا به pmma خالص، در نیروی خراشیn 10، مکانیزم غالب از مار(mar) به پولک ماهی ظاهری و در نیروهای بیشتر (15و n20) از ترکهای فصل مشترکی به کریز تغییر می یابد. همچنین در نمونه های با 10 و 15 درصد وزنی نانو آلومینا در نیروی خراشی n10، مکانیزم غالب، مار می باشد که با افزایش نیروی خراش(15و n20) به کریز تغییر می-یابد. نتایج آزمون کشش نشان می دهد افزایش درصد وزنی نانو آلومینا باعث افزایش مدول الاستیک شده در حالیکه استحکام شکست و درصد ازدیاد طول تا نقطه شکست را کاهش می دهد. ارزیابی میکروسکوپی از سطح شکست نمونه ها نیز نشان می دهد با افزایش بیشتر، درصد وزنی نانو آلومینا میزان گرانولهای pmma که از زمینه پلیمری جدا می شوند افزایش یافته و در نتیجه شبه حفرات بیشتری تشکیل می شوند.