بررسی مقایسه ای میرایی ارتعاش نانوکامپوزیت های بر پایه اپوکسی

موادی که ترکیبی از میرایی و سفتی بالا دارند در بسیاری از کاربردهای صنعتی مورد توجه هستند. در تحقیق حاضر خواص میرایی و سفتی نانوکامپوزیت های اپوکسی بر اساس سه دسته از نانوپرکننده ها؛ نانوذرات سیلیکا، نانوصفحات خاک رس و نانولوله کربنی مورد بررسی قرار گرفته است. مساحت سطح زیر منحنی مدول اتلافی تعیین کننده اثربخشی میرایی است و روند افزایشی-کاهشی در تغییر این کمیت نشان از عملکرد میرایی مطلوب در کسرهای وزنی میانه از نانوذرات دارد. همچنین موقعیت نانوکامپوزیت ها در نقشه میرایی- سفتی و نزدیکی آن به ناحیه با کارایی بالا در مقایسه با اکثر پلیمرهای رایج به خواص میرایی و سفتی مناسب نانوکامپوزیت های بررسی شده در این تحقیق اشاره دارد. میرایی ارتعاش و بسامد تشدید از پاسخ ارتعاش اجباری تیرچه های با آرایش لایه آزاد به دست می-آیند. نانوذرات با افزایش سفتی زمینه پلیمری منجر به انتقال بسامد تشدید به بسامدهای بالاتر می-شوند، همچنین افزایش میرایی به ویژه در مد چهارم ارتعاش نشان دهنده افزایش توامان سفتی و میرایی در نانوکامپوزیت ها و توافق نتایج با آزمون دینامیکی مکانیکی است. مقدار افزایش ضریب میرایی مد چهارم در نانوکامپوزیت 5% وزنی از خاک رس 265%، نانوکامپوزیت 5% وزنی از نانوسیلیکا 380% و در نانوکامپوزیت 0/5% وزنی از نانولوله کربنی 760% است. سازوکار موثر در افزایش میرایی به اتلاف انرژی اصطکاکی ناشی از چسبندگی- لغزش سطح مشترک زمینه پلیمری و نانوذره نسبت داده شده که توسط عواملی مانند کرنش اعمالی، چسبندگی زمینه و نانوذره و پخش آن کنترل می شود. از طرف دیگر لایه های میراکننده آزاد و محدودشده بیشماری که در نانوکامپوزیت خاک رس وجود دارند در میرایی موثر آن تاثیرگذار خواهند بود. ویژگی جالب توجه دیگر جذب صوت نانوکامپوزیت ها است که نتایج حاکی از بیشتر بودن میزان جذب صوتی در نانوکامپوزیت های با 3 و 5 درصد وزنی نسبت به جذب صوت سایر نمونه ها است. سازوکار تبدیل در مرزها و بازتابش های پی در پی داخلی در اثر مساحت سطحی بالای خاک رس و شکل صفحه ای آن، در افزایش جذب صوتی نقش بسزایی دارد.