بررسی اثر ذرات نانو اکسید آلومینیوم بر خواص فیزیکی، مکانیکی و الکتریکی کامپوزیت اپوکسی

امروزه با پیشرفت علم و تکنولوژی و پیدایش دستگاه های پیشرفته الکترونیکی، نیازمند گستره ای از خواص در الکتریک هستیم که این امر موجب گشته تا تحقیقات زیادی برای دستیابی به موادی با خواص الکتریکی مطلوب صورت بگیرد. نانو کامپوزیت های اپوکسی از جمله موادی هستند که قابلیت به کارگیری به عنوان عایق الکتریکی را دارا می باشند که دلیل آن، مقاومت این مواد در برابر تنش های الکتریکی، مکانیکی و حرارتی است. از زمانی که ذرات نانو به عنوان مواد پرکننده در کامپوزیت ها مطرح شده اند، بسیاری از محققان به بررسی تأثیر این ذرات بر خواص مواد مختلف پرداخته و نتایج قابل توجه و گاهی بسیار متفاوت از نتایجی که همان ذرات در مقیاس میکرو ایجاد می کنند، حاصل کرده اند. این امر به دلیل سطح بسیار زیاد این ذرات و برهمکنشی که با فاز پیوسته در کامپوزیت برقرار می کنند، می باشد. اما با توجه به اینکه علم نانو یک علم جدید می باشد، هنوز بسیاری از جنبه های آن آشکار نگشته و همچنان تأثیر این ذرات بر خواص گوناگون نانو کامپوزیت ها و برهمکنش این ذرات با ماتریس پلیمری مورد سوال می باشد. هدف از انجام این پژوهش، بررسی اثر ذرات نانو اکسید آلومینیوم برخواص فیزیکی، مکانیکی و الکتریکی کامپوزیت اپوکسی می باشد. همچنین در این تحقیق سعی شده است تا برهمکنش ذرات کروی شکل نانو آلومینا با زنجیرهای اپوکسی مشخص شود. به علاوه، یافتن غلظتی از ذرات نانو آلومینا که در آن بیشترین بهبود خواص حاصل شود نیز در این پژوهش مورد بررسی قرار گرفته است. برای این منظور، غلظت های مختلفی از ذرات نانو آلومینا )از 1 تا 10 درصد وزنی) در رزین اپوکسی پرشده با 65 درصد وزنی میکرو سیلیکا با استفاده از دستگاه های هموژنایزر و اولتراسونیک مخلوط شده و سپس به روش ریخته گری قالب گیری شدند. پس از پخت نمونه ها، آزمون هایی مانند تجزیه دینامیکی مکانیکی حرارتی و تجزیه گرما وزن سنجی برای بررسی خواص فیزیکی، مطالعه رفتار ریخت شناسی، آزمون های خمش و کشش برای بررسی خواص مکانیکی و آزمون های شکست الکتریکی، مقاومت حجمی و ضریب اتلاف برای بررسی خواص الکتریکی نمونه ها انجام شد. نتایج حاصل شده نشان داد که برهمکنش ذرات نانو با زنجیرهای اپوکسی بسیار قوی بوده ولی افزایش غلظت این ذرات در نانو کامپوزیت منجر به کاهش تراکم پیوندهای عرضی می گردد. همچنین طبق بررسی های صورت گرفته، بیشترین بهبود خواص، در نمونه پر شده با 5 درصد وزنی از ذرات نانو آلومینا حاصل می شود و افزایش غلظت پرکننده نانو بیش از این مقدار موجب افت خواص ذکر شده می گردد. به علاوه، نتایج اندازه گیری های انجام شده حاکی از آن بود که بهبود خواص الکتریکی و مکانیکی همراه با افزایش دمای انتقال شیشه ای صورت پذیرفته است.