تاثیر شرایط محیط سرمایشی بر خواص خمشی کامپوزیت لایه ای آلومینیوم- اپوکسی/ الیاف بازالت و الیاف شیشه

در این پژوهش، تاثیر لایه چینی الیاف و سیکل سرمایش بر رفتار خمشی کامپوزیت های لایه ای الیاف- فلز (FML) حاوی الیاف شیشه و بازالت مورد بررسی قرار گرفت. نمونه های FML متشکل از دو ورق آلومینیوم 2024-T3 و لایه ی میانی کامپوزیت زمینه اپوکسی با 4 لایه الیاف بازالت و شیشه در 5 حالت لایه چینی مختلف به روش لایه گذاری دستی ساخته شدند. به منظور افزایش چسبندگی بین آلومینیوم و کامپوزیت پلیمری، اصلاح سطحی آلومینیوم با روش الکتروشیمیایی (آندایز) صورت گرفت. هر سیکل دمایی در مدت زمان 3.5 دقیقه بین دمای°C 25 و -100 انجام شد. خواص خمشی نمونه ها بعد از 40 سیکل سرمایش مورد ارزیابی قرار گرفت و با نمونه های بدون سیکل مقایسه شدند. به منظور مشخصه یابی مکانیزم شکست از میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) و نوری استفاده شد. با توجه به نتایج، در نمونه های بدون سیکل دمایی، بیشترین و کمترین استحکام و مدول خمشی به ترتیب مربوط به کامپوزیت FML حاوی الیاف بازالت و حاوی الیاف شیشه (به علت خواص مکانیکی پایین تر الیاف شیشه نسبت به الیاف بازالت) بود. بعد از انجام سیکل سرمایش، بیشترین تغییرات استحکام و مدول خمشی به ترتیب با 6 و 4.9 درصد افزایش مربوط به نمونه حاوی الیاف بازالت و کم ترین آنها با 2.5 و 1.6 درصد مربوط به نمونه حاوی الیاف شیشه می باشد. علت افزایش خواص خمشی، غلبه مکانیزم تنش فشاری (که باعث بهبود چسبندگی بین اجزای کامپوزیت می شود) بر جدایش بین اجزای کامپوزیت است.