مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

تحلیل تجربی تاثیر پارامترهای ساخت بر خواص مکانیکی فومهای ترکیبی اپوکسی/ میکروبالن سرامیکی

نویسندگان
1 دانشگاه تربیت مدرس
2 دانشگاه علم و صنعت
چکیده
فومهای ترکیبی، کامپوزیتهای متشکل از ماتریس پلیمری و میکروبالنهای توخالی‌اند. آنها با داشتن وزن پایین نسبت به پلیمر خالص ماتریسشان، مقاومت مکانیکی نسبتاً متناسبی دارند. داشتن مقاومت مکانیکی بالا مستلزم ساخت قطعات با روش مناسب است. در این مقاله با استفاده از رزین اپوکسی و یک نوع میکروبالن سرامیکی، 36 نوع فوم ترکیبی ساخته شده و تاثیر پارامترهای ساخت این فومها از جمله سرعت اختلاط، زمان اختلاط، ترتیب اختلاط اجزا و همچنین تاثیر حباب زدایی با آون خلأ در مقاومت مکانیکی آنها مورد تحقیق قرار گرفته است. همچنین میزان شناوری میکروبالن‌ها در ماتریس و میزان تخلخل کنترل نشده، که باعث کاهش استحکام فوم نهایی می‌گردند، نیز بررسی شده‌اند. نتایج نشانگر آن است که سرعت و ترتیب اختلاط اجزا در میزان مقاومت فوم ترکیبی اثر چندانی ندارد گرچه زمان لازم برای اختلاط اجزا، برای درصدهای متفاوت از میکروبالن در ماتریس، متفاوت خواهد بود. همچنین نتایج آزمایشها نشان می‌دهند که با افزایش شناوری میکروبالنها و افزایش تخلخل ناخواسته در فوم، از مقاومت مکانیکی فوم کاسته می‌شود. استفاده از آون خلأ پیش از قالبگیری فوم‌های با درصد حجمی بالای 40% سبب کاهش درصد تخلخل فوم شده و استحکام محصول نهایی را افزایش می‌دهد. برای تولید فوم ترکیبی با درصد حجمی میکروبالن پایین‌تر از 40% استفاده از آون خلأ قبل یا بعد از قالبگیری باعث افزایش نسبت شناوری میکروبالنها و کاهش مقاومت فوم می‌گردد.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Experimental investigation of fabrication parameters` effects on the mechanical properties of epoxy/ceramic microballoon syntactic foams

نویسندگان English

Hamed Ahmadi 1
Mahmoud Mehrdad Shokrieh 2
چکیده English

Syntactic foams are a kind of composite; consist of polymeric matrix and hollow micro-balloons. They have high strength to weight ratio if it compare to the neat matrix material. In this paper epoxy resin as matrix and ceramic micro-balloons are used and 36 kinds of syntactic foam were fabricated to investigate the effect of preparation factors such as: mixing speed, mixing time, mixing sequence and extracting bubbles by a vacuum oven on the mechanical properties. Also, two undesirable events like micro-balloon flotation in matrix and porosity are investigated as they affect the foam`s strength. The results show that the speed and sequence of mixing are not effective seriously. However the time needed for mixing would be changed for different volume percent of micro-balloons. It should be noted that as flotation and porosity increases the compression strength decreases. Using the vacuum pressure before molding may decrease the matrix porosity for above 40% micro-balloon volume fraction syntactic foams. Converse to previous, using the vacuum pressure for below 40% micro-balloon volume fraction syntactic foams would increase the floatation and decreases the compression strength.

کلیدواژه‌ها English

Syntactic foam
Mechanical properties
Epoxy
Ceramic microballoon