تاثیر نانولوله های کربن بر چقرمگی شکست نانوکامپوزیت پایه پلیمری تحت برش برون صفحه ای در مقایسه با شرایط بارگذاری کشش خالص

در این پژوهش، تاثیر نانولوله های کربنی چندجداره بر مقاومت شکست نانوکامپوزیت‏های پایه اپوکسی تحت بار برشی خارج از صفحه‏ای (شکست مود III) در مقایسه با اثر آن‏ها در حالت بارگذاری کششی (شکست مود I) به روش تجربی مورد بررسی قرار گرفته است. به دلیل داشتن گرانروی پایین و کاربردهای گسترده در صنعت، از اپوکسی LY-5052 برای ساخت نمونه های نانوکامپوزیت استفاده شده است. درصدهای وزنی در نظر گرفته شده برای محتوای نانولوله های کربن این نمونه ها نیز 0.1، 0.5 و 1 درصد هستند. در فرآیند ساخت نمونه های نانوکامپوزیتی، روش امواج مافوق صوت برای همگن‏سازی نانوذرات در رزین زمینه به کار گرفته شده است. در این آزمون‏ها برای اندازه‏گیری مقاومت شکست نمونه های اپوکسی خالص و نانوکامپوزیت‏ها تحت شرایط بارگذاری مود I و مود III از فیکسچر بارگذاری‏ای که به تازگی برای مود ترکیبی I/III توسعه یافته، استفاده شده است. نتایج به دست آمده نشان می‏دهند که در هر دو حالت بارگذاری، افزایش محتوای نانولوله ها تا 1 درصد وزنی موجب افزایش مقاومت شکست نسبت به اپوکسی خالص می‏شود. با این وجود، ماکزیمم چقرمگی های شکست مود I و مود III به ترتیب، برای نانوکامپوزیت‏های حاوی 0.5 و 1 درصد وزنی نانولوله به دست آمده‏اند. در نهایت، روند‏های مشاهده شده در نتایج آزمایشگاهی، با استفاده از میکرومکانیزم‏های تاثیرگذاری نانولوله های کربنی مورد بحث قرار گرفته است.