ساخت و بررسی خواص مکانیکی نانوکامپوزیت هیبریدی شیشه-اپوکسی تقویت شده با نانوذرات تیتانیم اکسید

در این پژوهش، خواص مکانیکی نمونه­‌های اپوکسی و کامپوزیت شیشه-اپوکسی حاوی درصدهای مختلف نانوذرات تیتانیم اکسید با آزمون­‌های کشش و خمش سه ­نقطه­‌ای، بررسی دقیق شده است. نتایج آزمون­‌های کشش، برای نمونه‌­های اپوکسی حاوی نانوذرات نشان داد، با اضافه‌­شدن نانوذرات به زمینه، استحکام و مدول یانگ به مقدار محدود افزایش یافته اما کرنش در نقطه استحکام نهایی و کرنش شکست نمونه­‌ها، کاهش یافته است. همچنین، نمونه­‌های نانوکامپوزیت هیبریدی شامل چهارلایه پارچه شیشه E-glass و زمینه اپوکسی حاوی نانوذرات، در دو جهت اصلی و °45 در حالت کشش و خمش بررسی شدند. نتایج آزمون‌‌­ها حاکی از بهبود زیاد خواص مکانیکی شامل استحکام و مدول یانگ در حالت خمشی و کششی است. خواص نمونه دارای %1 نانوذرات نیز بهتر از سایر نمونه‌­ها بوده و استحکام کششی آن %25/9 برای نمونه در راستای اصلی و %17/9 برای نمونه °45، افزایش یافته است. مدول یانگ در حالت کششی نمونه دارای %1 حجمی نانوذرات نیز افزایش %14/4 را برای نمونه در راستای اصلی و %17/5 را برای نمونه °45 نشان می‌­دهد. این افزایش فقط به دلیل بهبود محدود خواص مکانیکی زمینه کامپوزیت نیست و بررسی دقیق ریزساختار نانوکامپوزیت­‌های هیبریدی نشان می­‌دهد، با افزودن نانوذرات، چسبندگی بین الیاف و ماتریس و سطح تماس الیاف و زمینه، به­‌طور چشمگیر بهبود یافته است. همچنین، بررسی ناحیه شکست نمونه­‌های نانوکامپوزیتی هیبریدی نشان­‌دهنده کاهش مساحت ناحیه تخریب با افزودن نانوذرات به زمینه بوده و رفتار تمام نمونه‌­های شامل نانوذرات، شکننده­‌تر از نمونه‌­های بدون نانوذرات است. در حالی که مقایسه مدول چقرمگی (مساحت زیر نمودار تنش-کرنش) حاکی از افزایش جذب انرژی در نمونه­‌های نانوکامپوزیتی است.