نام پژوهشگر: رضا اخلاقی آستانه

بررسی اثر پلی کریستال های گرافیت، میکرو کائولن و نانو کائولن بر خواص حرارتی، مکانیکی و سایشی کامپوزیت های فنولی حاوی الیاف کربن کوتاه
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه تربیت مدرس - دانشکده مهندسی شیمی 1392
  رضا اخلاقی آستانه   احمدرضا بهرامیان

کامپوزیت های فنولی تقویت شده با الیاف، نمونه ای از مواد پرکاربرد درحوزه ی فناوری های دما بالا هستند که به عنوان سپر حرارتی در صنایع مختلف از جمله صنایع هوا فضا کاربرد ویژه ای دارند. هدف تحقیق پیش-رو تهیه ی کامپوزیتی بر پایه رزین نوولاک/الیاف کربن است که علاوه بر دارا بودن خواص حرارتی و فداشوندگی ایده آل از خواص مکانیکی مناسبی برخوردار باشد. در این پژوهش، برای حصول خواص حرارتی و مکانیکی ایده آل، کامپوزیتی شاهد از رزین نوولاک و الیاف کربن تهیه شد، سپس تلاش شد تا ساختار زمینه با استفاده از سه تقویت کننده ی میکرو کائولن، نانو کائولن و نانو گرافیت اصلاح شود. میزان الیاف به کار رفته در کلیه نمونه ها ثابت و 40 درصد وزنی بود. مقدار کائولن به کار رفته برای ساخت نمونه ی میکروکائولن 20 درصد وزنی بود. میزان نانو کائولن استفاده شده در نمونه های حاوی نانوکائولن و میزان نانو گرافیت به کار رفته در نمونه های حاوی نانو گرافیت به ترتیب 6، 9 و 12 درصد وزنی بود. نمونه های کامپوزیتی با استفاده از روش قالبگیری فشاری داغ تهیه شدند. آزمون های tga، صفحه ی داغ و آزمون شعله ی اکسی استیلن برای بررسی خواص حرارتی نمونه های کامپوزیتی به کار رفتند. برای بررسی خواص مکانیکی از آزمون های خمش سه نقطه ای و سایش مکانیکی استفاده شد. نتایج به دست آمده نشان داد که هر چند افزودن ذرات میکرو کائولن رفتار حرارتی کامپوزیت را بهبود می بخشد اما سبب کاهش شدید خواص مکانیکی کامپوزیت می گردد و ضعیف ترین خواص مکانیکی برای این نمونه مشاهده گردید. کاربرد نانو ذرات به جای میکرو کائولن توانست علاوه بر افزایش خواص حرارتی از افت خواص مکانیکی جلوگیری نماید. افزودن 9 درصد وزنی نانو گرافیت با حفظ خواص مکانیکی، پایداری حرارتی را نسبت به نمونه ی شاهد، 12 درصد بهبود داد. همچنین سبب کاهش 10 درصدی سرعت فداشوندگی و 62 درصدی ضریب نفوذ حرارتی شد.