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

کامپوزیت­‌های فنولی تقویت شده با الیاف کوتاه، نمونه­‌ای از مواد پرکاربرد در حوزه­ فناوری­‌های دما زیادند که به ­عنوان سپر گرمایی در صنایع مختلف از جمله صنایع هوا­فضا کاربرد ویژه‌­ای 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 نانوکامپوزیت­‌های تهیه شده ارزیابی شد تا ترکیب درصد مناسب برای ساخت کامپوزیت و نانوکامپوزیت با قابلیت تحمل دما­های زیاد به­ دست آید. در تمام نمونه‌­ها، %۴۰ وزنی الیاف کوتاه کربن به­ کار گرفته شد. در نمونه‌­های نانو­کامپوزیت به ترتیب مقدار ۶، ۹ و %۱۲ وزنی نانو­گرافیت استفاده شد. برای بررسی چگونگی توزیع و شکل­‌شناسی لایه‌­های گرافیت از آزمون پراش پرتو X استفاده شد. نمونه‌­ها به قالب­‌گیری فشاری داغ تهیه شدند. آزمون­‌های گرماوزن­‌سنجی و شعله­ اکسی‌استیلن برای بررسی رفتار گرمایی و مقدار فداشوندگی نمونه‌­ها به‌­کار گرفته شدند. برای مطالعه­ خواص مکانیکی کامپوزیت­‌ها، از دو آزمون خمش سه‌­نقطه‌­ای 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 می­‌دهد. افزودن %۱۲ وزنی نانو­ذرات گرافیت، پایداری گرمایی و سرعت فداشوندگی در آزمون شعله­ اکسی‌استیلن را به ترتیب ۱۲ و ۱۹٪ بهبود می­‌دهد.