بررسي تاثير نانو ذرات و نانو ويسكرهاي SiC بر خواص مكانيكي و سايشي نانو كامپوزيت سيليسيم كاربيد/ اپوكسي

Investigation on the effect of SiC nanoparticles and nanowhiskers on mechanical and tribological properties of SiC/Epoxy nanocomposites

نانو ويسكرهاي SiC از جديدترين محصولات سيليسيم كاربيد مي باشد كه هنوز كاربدري از آن در پليمرها گزارش نشده است. در اين پژوهش با استفاده از رزين اپوكسي و توزيع پركننده نانو ذرات و نانوويسكر سيليسيم كاربيد توسط دستگاه مافوق صوت، نانو كامپوزيت هايي در نسبت هاي 0/5 و 1 و 2 و 4 درصد وزني تهيه شد و تاثير نوع تقويت كننده از نانو ذره به نانو ويسكر و نيز نسبت آن بر خواص فيزيكي و مكانيكي توسط آزمون هاي كشش، خمش، سايش و XRD مورد بررسي قرار گرفت. پس از بررسي اين نتايج حاصل شد: با انجام مافوق صوت، خواص مكانيكي حدود 5 درصد افزايش يافت كه اين به دليل تاثير شيميايي امواج مافوق صوت بر همگن شدن و پخت رزين مي باشد. با افزودن ذرات، بيشترين خواص در نسبت وزني 1 درصد حاصل شد و با افزودن بيشتر ذرات، كاهش خواص مكانيكي رخ داد. در نانو كامپوزيت هاي حاوي نانوويسكر، خواص كششي و خمشي بهتري نسبت به نانو ذرات حاصل شد و بهترين نتايج در نسبت وزني 2 درصد به دست آمد و در نسبت وزني 4 درصد، دو باره كاهش خواص رخ داد. همچنين نتايج حاصل از آزمون سايش، بهبود خواص سايشي و اصطكاكي را با افزودن پر كننده SiC به رزين اپوكسي نشان مي دهد.

SiC is one of the materials with properties such as perfect hardness and modulus . This material is used in composite and electronic industries. SiC has many shape such as fiber, microparticle and nanoparticle. Nanowhiskers are the newest product of this material. In this research the effect of SiC nanowhisker and nanoparticle on epoxy composite was studied. For this purpose Araldit LY 564 and curing agent Aradur HY 560 was used. For good distribution of nanowhisker and nanoparticle, ultrasonic was used and composite with 0.5, 1, 2, 4 weight percent was produced. For investigation of effect of reinforcement kind and its percentage, physical and mechanical properties of samples was measured. So tensile test, bending test, abrasion, XRD and SEM test performed. results show that with using of ultrasonic, mechanical properties was improved about 5%. This improvement resulted of sono-chemical effect of ultrasonic waves on homogeneity and uniformity of curing. For nanoparticle the best properties resulted in 1% of particle addition. With more addition of nanoparticle the properties was decreased. In nanowhisker composite the best properties was showed in 2% of nanowhisker addition. The results show that nanowhisker has more improvement than nanoparticle. It is because of nanowhiskers more aspect ratio. The decreasing in properties with high percent of reinforcement is because of nanomaterial agglomeration. The results of tribological test show that friction and wear properties of samples were improved with addition of SiC to epoxy resin.