مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

بهینه سازی رفتار خودترمیمی کامپوزیت زمینه اپوکسی تقویت شده با الیاف شیشه توخالی

نویسندگان
1 دانشکده مهندسی و علم مواد دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی، تهران، ایران
2 استادیار دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی
3 دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی، تهران، ایران
4 دانشکده مهندسی و علم مواد، دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی، تهران، ایران
چکیده
در این کار تحقیقاتی، رفتار خودترمیمی کامپوزیت زمینه اپوکسی تقویت شده با الیاف توخالی شیشه به عنوان محفظه نگهدارنده عامل ترمیمی بررسی شد. برای انجام این کار، در ابتدا الیاف توخالی شیشه توسط ایجاد خلاء با رزین و هاردنر پر شدند. سپس، الیاف توخالی پر شده در درصدهای حجمی 1، 3 و 5 درصد، در داخل زمینه اپوکسی قرار داده شدند. در گام بعدی، توسط اعمال فشار، تخریب در نمونه های کامپوزیتی ایجاد شد. سپس این نمونه های تخریب شده به مدت 2، 4، 7 و 14 روز برای انجام ترمیم در کامپوزیت در دمای محیط قرار داده شدند. در ادامه برای دستیابی به زمان بهینه ترمیم و درصد بهینه الیاف توخالی در کامپوزیت، این کامپوزیت ها تحت آزمایش خمش قرار گرفتند. در گام آخر، خواص مکانیکی کامپوزیت با درصد تقویت کننده و زمان ترمیم بهینه توسط آزمایش های کشش، خمش و ضربه ارزیابی شدند. نتایج نشان داد که بهینه ترین درصد الیاف توخالی 3 درصد حجمی و زمان بهینه برای عمل ترمیم 7 روز است. همچنین بازده ترمیم کامپوزیت در شرایط بهینه (3 درصد حجمی الیاف توخالی و زمان ترمیم 7 روز) در آزمایش های کشش، خمش و ضربه به ترتیب حدود 77، 54 و 92 درصد بدست آمد.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Optimizing the self- healing behavior of hollow glass fibers reinforced epoxy matrix composite

نویسندگان English

Hanieh Eftekhari 1
Reza Eslami-Farsani 2
Seyed Mohammad Reza Khalili 3
Hossein Ebrahimnezhad-Khaljiri 4
1 Faculty of Materials Science and Engineering, K. N. Toosi University of Technology, Tehran, Iran
3 Faculty of Mechanical Engineering, K. N. Toosi University of Technology, Tehran, Iran
4 Faculty of Materials Science and Engineering, K. N. Toosi University of Technology, Tehran, Iran
چکیده English

In this research work, the self-healing behavior of epoxy matrix composite which reinforced by hollow glass fibers as self-healing container was investigated. For doing this, in first step, the hollow glass fibers were filled with the epoxy resin and hardener by creating a partial vacuum. Then, the filled hollow glass fibers with different percent of 1, 3 and 5 vol.% were embedded in the epoxy matrix. In the next step, by applying press, the destruction was created in these composites. Then, these destructed composites were healed at ambient temperature at different times of 2, 4, 7 and 14 days. Then, for accessing to the optimum healing time and percentage of hollow fibers in composite, the flexural test was applied in these composites. In the final step, the mechanical properties of composite with the optimum healing time and percentage of reinforcement were evaluated via tensile, flexural and impact exams. The obtained results show that the optimum percentage of hollow fibers and time for healing process are 3 vol.% and 7 days. Also, the healing efficiency of composite in optimum conditions (3 vol.% hollow fibers and 7 days healing time) at tensile, flexural and impact exams were approximately 77, 54 and 92 % respectively.

کلیدواژه‌ها English

Self-healing
Hollow Glass Fibers
Mechanical properties
Epoxy Matrix Composite