چکیده
نانوکامپوزیتهای پلیمری PVC/CaCO3 در ترکیبات مختلف با استفاده از آسیاب دو غلتکی و فشرده سازی قالب گیری تولید شدند. این ساختار با استفاده از میکروسکوپ الکترونی مشاهده گردید سپس خواص مکانیکی و استاتیک و دینامیکی ساختار تعیین گردید. حضور ذرات نانومتری کربنات کلسیم، کاهش خفیفی را در قدرت کششی ایجاد می کند ولی از طرف دیگر، تاثیر انرژی و زخیره مدول و شکست سختی اصلاح می کند. بررسی شکست سطحی توسط میکروسکوپ الکترونی، نشان میدهد که خواص پیشرفته شکست در نانوکامپوزیت ها، توسط شکل گیری خلإ موثر در ذرات ایجاد شده است. این فرضیه توسط یک میکروساختار مبتنی بر مدل سازی اجزای محدودی حمایت شده که بر اساس تغییر شکل پلاستیکی و الاستیکی اطراف ذره ای که بطور ضعیف پیوند خورده، می باشد که توضیحی هم برای رفتار کششی تک محور و هم برای سختی پیشرفته نانوکامپوزیتها ارائه میدهد.
کلیدواژه: نانوکامپوزیت pvc، چقرمگی شکستگی، آنالیز اجزای محدود
مقدمه
قالب های غیر ارگانیک برای دهه های بسیاری هم در مواد الاستومر و هم در مواد پلاستیکی مورد استفاده قرار گرفته است. با توجه به الاستومرها، هدف اصلی یا فراهم آوردن تقویت عمده مثلا استفاده از دوده و سیلیس در ترکیبات مصنوعی است یا کم ارزش کردن ترکیبات با استفاده از خاک رس و سایر مواد است. برای ترموپلاستیک هایی چون پی وی سی، هدف بعدی با استفاده از قالب های ارزان قیمت برای سفت کردن مواد یا کنترل خواص آکوستیک بدست می آید. در کاربرد های مهندسی که ترکیب سختی و سفتی مورد نظر است، برای ترکیباتی چون لوله های پی وی سی، از مقادیر زیاد قالب های غیر ارگانیک معمولا اجتناب می شود. با این حال، یک آگاهی فزاینده از احتمالاتی وجود دارد که بطور همزمان طیف وسیعی از خواص مکانیکی را اصلاح می کند و هزینه های ایجاد شده از طریق ادغام ذرات نانومتر را کاهش میدهد. بطور معمول، سختی پی وی سی غیر پلاستیکی می تواند با استفاده از اصلاح کننده تاثیر ذرات لاستیک، مانند پلی اتیلن کلر (CPE) و آکریلونیتریل بوتادین استایرن (ABS) برای آنچه که به عنوان اصلاح PVC (M-PVC) شناخته شده است، بهبود یابد. افزایش سختی را می توان به شکل گیری حفره در ذرات لاستیک نسبت داد زمانی که تنش اعمال می شود، در نتیجه تغییر شکل ماتریس از طریق شکل گیری باند برشی و یا شکاف است که می تواند انرژی را جذب کند. [8]. با وجود اثر سختی خوب، حضور ذرات لاستیک، مدول و قدرت عملکرد را کاهش می دهد، و می تواند هزینه را افزایش می دهد.
مقدمه
بسیاری از فن آوریهای نوین به موادی نیاز دارند که ترکیب غیر معمولی از خواص را با آلیاژهای فلزی، سرامیکی و پلیمرهای معمولی حاصل نمی آید بدست می دهد. به عنوان نمونه مواد مورد نیاز درسفینه های فضائی، زیر دریائی ها و کاربردهای حمل و نقل از این قبیل است که باید در عین چگالی کم، استحکام سفتی و مقاومت به سایش و ضربه نیز وجود داشته باشد. از اینرو نیاز به مواد
جدیدی به نام کامپوزیت میباشد. کامپوزیت عبارت است از هر ماده چند فازی که سهم برای بدست آوردن مواد با استحکام و به ویژه استحکام به وزن بالا، می توان رشته هایی با مدول کشسانی و استحکام بالا را در یک زمینه فلزی یا پلیمری قرار داد. در کامپوزیت ها که مواد مرکب هم نامیده می شوند، دو یا چند ماده در مقیاس ماکروسکوپی با هم ترکیب شده و خواص مورد نظر را ایجاد می کنند. اگر چه می توان با ترکیب کردن بعضی مواد در مقیاس میکروسکوپی هم به خواص مورد نظر دست یافت، که به بحث آلیاژها مربوط می گردد. درواقعکامپوزیتها موادی چند جزئی هستند که خواص آنها در مجموع از هرکدام از اجزاء بهتر است. ضمن آنکه اجزای مختلف، کارایی یکدیگر را بهبود می بخشند. کاپوزینت یک ماده چند فازی است که بصورت مصنوعی ساخته می شود فازها باید از لحاظ شیمیائی متفاوت باشد و با فصل مشترکهایی مچزا شوند. مطابق این تعریف، اغلب آلیاژهای فلزی و بسیاری از سرامیکها کامپوزیت نیستند زیرا فارهای چند گانه آنها درنتیجه یک پدیده طبیعی تشکیل شده است. بسیاری از کامپوزیت هاتنها از دو فاز تشکیل شده اند:
فاز زمینه که پیوسته است وفاز دیگر که غالبا فاز پراکنده است تقویت کننده گفته میشود. خواص کامپوزیت به خواص فازهای تشکیل دهنده آن، مقادیر آنها و هندسه فاز پراکنده شده وا بسته است.
چکیده
مواد مرکب به خاطر داشتن وزن سبک، همچنین حجمی مساوی با حجم آلیاژهای دیگر و خواص مکانیکی منحصر به فردی که ارائه می کنند در دهه های اخیر بسیار مورد توجه قرار گرفته اند. از این مواد بیشتر در سازه های فضای و صنایع هوایی استفاده می شود. مواد مرکب از دو جزء اصلی تشکیل شده اند: 1- فلز پایه 2- عامل تقویت کننده
بصورت کلی از فلزات با وزن کم به عنوان فلز پایه و همچنین از مواد سرامیکی به عنوان تقویت کننده استفاده می شود از مهمترین و معروفترین مواد مرکب می توان به ماده مرکب با زمینه آلومینیومی و تقویت کننده ذره ای کاربیدسیلیکون اشاره کرد آلومینیوم و کاربیدسیلیکون به علت نزدیک بودن دانسیت هایشان به یکدیگر می توانند خصوصیات عالی مکانیکی را در وزن کم بوجود بیاورند در این تحقیق نحوه ساخت این ماده مرکب از روش ریخته گری در قالب فلزی مورد بررسی قرار می گیرد و تأثیر دو فاکتور مختلف، یک درصد وزنی تقویت کننده و دیگری سرعت هم زدن مخلوط مذاب بر روی خواص مکانیکی از جمله سختی و استحکام مورد بحث و بررسی قرار می گیرد نتایج حاصل شده به ما نشان می دهد که با اضافه کردن مواد سرامیکی به فلز پایه تغییرات ای در رفتار مکانیکی فلز پایه ایجاد می شود که در این پروژه به تفصیل به بررسی این رفتار می پردازیم.