بررسی اسلوب چقرمگی و سینتیک تخریب حرارتی فداشونده-های نانوکامپوزیتی بسیار پرشده با خاک رس

بازگشت موفقیت آمیز دستگاههای پرنده هوافضایی به جو زمین بستگی زیادی به حفاظت حرارتی سازه آنها در برابر گرمایش آیرودینامیکی دارد که برای این کار استفاده از عایقهای حرارتی غیرفعال، به ویژه کامپوزیتهای فداشونده زغال گذار نسبت به دیگر روشها موثرتر و به صرفه تر است. اما ظهور برخی محدودیتها و مشکلات در عملکرد کامپوزیتهای فداشونده موجب گرایش محققان به سامانه های جدید حفاظت حرارتی شده است. از جمله این محدودیتها می توان به ضعیف بودن ساختار زغال ایجاد شده اشاره کرد. بنابراین زغال به راحتی دچار خوردگی مکانیکی شده، پسروی سطح عایق سریعتر صورت می گیرد. به عبارت دیگر با کاهش ضخامت عایق، زمان عملکرد عایق کاهش می یابد. بدین ترتیب، مواد جدیدی از جمله نانوکامپوزیت های فداشونده توسط محققان پیشنهاد شده است. نانوکامپوزیت های پلیمری، بویژه نانوکامپوزیت های بسیار پرشده با خاک رس، خواص مکانیکی و گرمایی جالب توجهی را نشان می دهند. در این تحقیق پس از ساخت نانوکامپوزیت های بسیار پرشده با خاک رس، خواص مکانیکی، بویژه چقرمگی شکست و نیز خواص حرارتی و فداشوندگی نانوکامپوزیت های حاصل، به منظور کاربرد در سپر حرارتی موشک، مورد بحث و بررسی قرار گرفته است. علاوه بر این به منظور بهبود خواص مکانیکی، از روش آمیخته کردن زمینه پلیمری گرماسخت با دیگر پلیمرهای گرماسخت و لاستیکی استفاده شده است. همچنین به منظور تعیین ضخامت بهینه عایق های فداشونده نانوکامپوزیتی، سعی شده با اصلاح ضرایب مدل فداشدن کامپوزیت های فداشونده، رفتار فداشوندگی سپرهای حرارتی نانوکامپوزیتی، مدل شود. آزمون های تحلیل خواص مکانیکی، افزایش استحکام، مدول و میزان خمش در شکست بسیار خوبی را برای نانوکامپوزیت های بسیار پرشده در مقایسه با کامپوزیت نشان می دهند. همچنین بهبود در چقرمگی نانوکامپوزیت های بسیار پرشده مشاهده شده که ناشی از شکل پولکی سیلیکات های لایه ای و استحکام بالای صفحات خاک رس در برابر رشد ترک است. نانوکامپوزیت های بسیار پرشده برپایه آمیخته رزین فنولیک با پلی وینیل بوتیرال، nbr وhtpb ، استحکام و مدول و خواص حرارتی بهتری را نسبت به کامپوزیت نشان می دهند که بهترین نتایج مربوط به آمیخته فنولیک با htpb است. نتایج حاصل از تحلیل های حرارتی نیز ، بهبود 130 درصدی پایداری حرارتی ، کاهش 136 درصدی سرعت سایش و کاهش 300 درصدی دمای پشت نانوکامپوزیت های بسیار پرشده، نسبت به کامپوزیت را به نمایش گذاشته است. بررسی سینتیک تخریب حرارتی و خواص گرمایی- فیزیکی نانوکامپوزیت های بسیار پرشده در دماهای بالا ( تاc ْ1400) و بازبینی مدل فداشدن کامپوزیت، مدلسازی فداشدن نانوکامپوزیت های بسیار پرشده، برای تعیین دمای پشت را به ارمغان داشته است.