اثر نانوسیلیکا بر خواص استحکام خمشی و پایداری گرمایی نانوکامپوزیت های الیاف شیشه-رزین فنولی

کامپوزیت های ساخته شده از الیاف شیشه-رزین فنولی به طور موثر در ساخت سپرهای گرمایی به کار رفته در محفظه سوختن استفاده می شوند. برای بهبود عملکرد این نوع از سازه های کامپوزیتی، استفاده از نانوذرات سیلیکا (SiO2) از محتمل ترین نوع نانوذرات است. در پژوهش حاضر، اثر افزودن نانوسیلیکا بر خواص فداشوندگی کامپوزیت های فنولی- الیاف شیشه بررسی شد. کامپوزیت های فداشونده الیاف شیشه-رزین فنولی با افزودن مقادیر متفاوت از %1 تا %3 وزنی پرکننده نانوسیلیکا، که اندازه ذره آن ها حدود 45nm بود، با استفاده از پرس گرم ساخته شدند. خواص مکانیکی، گرمایی و فداشوندگی کامپوزیت های ساخته شده بررسی شد. خواص فداشوندگی کامپوزیت ها با آزمون اکسی استیلن بررسی و سرعت فرسایش سطح خطی و وزنی آن ها محاسبه شد. آزمون پایداری گرمایی کامپوزیت ها با گرماوزن سنجی در جو هوای خشک و از دمای محیط تا دمای 800 درجه سلسیوس انجام شد. سرعت گرمادهی آزمون 10C/min و وزن نمونه ها حدود 20mg بود. نتایج نشان داد، با افزودن نانوسیلیکا پایداری گرمایی نانوکامپوزیت ها افزایش می یابد، طوری که سرعت فرسایش خطی و وزنی نانوکامپوزیت دارای %3 وزنی نانوسیلیکا نسبت به نمونه بدون نانوسیلیکا به ترتیب 52 و %48 کاهش یافت. بررسی استحکام خمشی سه نقطه ای این کامپوزیت ها نشان داد، استحکام خمشی این سازه های کامپوزیتی وقتی به حداکثر مقدار می رسد که مقدار نانوسیلیکای به کار رفته در آن ها %2 باشد. مدول خمشی و استحکام نمونه های دارای %2 وزنی نانوسیلیکا به ترتیب حدود 19 و %40 نسبت به کامپوزیت خالص افزایش یافته است. با وجود این، افزایش %3 وزنی نانوذرات موجب کاهش جزئی استحکام و مدول خمشی نسبت به نمونه دارای %2 وزنی نانوسیلیکا شده است.