اثر بار خمشی بر رسانندگی الکتریکی کامپوزیت های کربن-اپوکسی پرشده با نانوذرات

هدف از این پژوهش بررسی اثر بار خمشی بر رسانندگی الکتریکی کامپوزیت های کربن-اپوکسی دارای انواع نانوذرات مختلف بود. نمونه های توسعه یافته باید ضمن داشتن استحکام خمشی کافی، رسانندگی الکتریکی پیشنهادشده در استاندارد موسسه انرژی آمریکا را داشته باشند تا در ساخت الکترودها استفاده شوند. بدین منظور، از نانو ذرات دوده، نانولوله های کربن و گرافیت انبساط یافته همراه با الیاف کربن و رزین اپوکسی برای ساخت نمونه ها استفاده شد. ذرات دوده، نانولوله کربن و گرافیت انبساط یافته با مقادیر وزنی بهینه (25، 10 و %15) به کامپوزیت کربن-اپوکسی اضافه شده و آستانه رسانندگی الکتریکی نمونه ها مطابق روش استحکام چهارنقطه ای اندازه گیری شد. متوسط آستانه تراوایی رسانندگی الکتریکی برای کامپوزیت های دارای دوده، گرافیت انبساط یافته و نانولوله کربن به ترتیب 23.2، 27.3 و %24.7 به دست آمد. سپس، نمونه های مزبور زیر بار خمش قرار گرفته و به ازای 0.5، 1، 1.5، 2 و 2.5mm جابه جایی عرضی، مقدار رسانندگی الکتریکی حین بارگذاری و پس از باربرداری اندازه گیری شد. نتایج این پژوهش نشان داد، مقدار کاهش رسانندگی الکتریکی در نمونه های کربن-اپوکسی دارای نانو لوله های کربنی ناشی از خمش کمترین مقدار و در نمونه های کربن-اپوکسی دارای دوده بیشترین مقدار بود. در ادامه، نمونه ها مطابق استاندارد خمش سه نقطه ای زیر بار خمشی قرار گرفتند و مقدار استحکام خمشی نمونه ها به دست آمد. با استفاده از تصاویر میکروسکوپ الکترونی پویشی کیفیت توزیع نانوذرات در نمونه ها مطالعه شد. یافته های این پژوهش می تواند در ساخت الکترودهای کامپوزیتی رسانایی استفاده شود که زیر بار خمشی (مخازن الکتروستاتیک نمک زدایی نفت خام) قرار می گیرند.