بررسي تجربي رفتار سايش چرخ‌دنده‌هاي نانوكامپوزيتي بر پايه پلي‌استال

فرضيه: در اين پژوهش، اثر به‌‌كارگيري نانوذرات دوده (CB) و كلسيم كربنات‌ رسوبي (NPCC) بر رفتار سايشي، گرمايي و شكل‌شناسي در چرخ‌دنده‌هاي نانوكامپوزيتي بر پايه پلي‌استال (POM) به‌طور تجربي مطالعه شد. پلي‌استال از جمله مواد مهندسي پركاربرد براي ساخت چرخ‌دنده است. با‌ ‌وجود اين، از ضعف‌هاي عمده آن مقاومت گرمايي و استحكام ضربه‌اي شكاف‌دار نسبتاً كم و حساسيت به پرتو فرابنفش است. افزودن نانوذرات دوده به پلي‌استال، مي‌تواند به‌صورت هم‌زمان استحكام كششي و چقرمگي و مقاومت به پرتو فرابنفش پلي‌استال را افزايش دهد. روش‌ها: نمونه‌هاي چرخ‌دنده‌اي نانوكامپوزيتي بر پايه آميخته پلي‌استال داراي %0.42 وزني تقويت‌كننده نانوذرات دوده و  نانوذرات كلسيم كربنات‌ (1.5، 3 و %4.5 وزني) با روش اكسترودر و قالب‌گيري تزريقي توليد شدند. بررسي شكل‌شناسي و مطالعه نانوساختار با آزمون‌هاي ميكروسكوپي الكتروني پويشي انجام شد. عملكرد گران‌روكشساني نانوكامپوزيت‌ها با آزمون ديناميكي مكانيكي گرمايي مطالعه شد. عملكرد چرخ‌دنده‌اي نانوكامپوزيت‌ها با دستگاه آزمون چرخ‌دنده، ارزيابي شد. در آزمون چرخ‌دنده، پارامترهاي دما و سايش ارزيابي شدند. سطح سايش دنده در مرحله شكست با به‌كارگيري ميكروسكوپ الكتروني پويشي بررسي شد و سازوكارهاي سايش آن مطالعه شد.  يافته‌ها: افزودن هم‌زمان هر دو نوع نانوذرات به پلي‌استال موجب كاهش مقدار سايش تا %58 نسبت به پلي‌استال خالص شد. دماي سطح دنده، در تعداد دور يكسان، با به‌كارگيري نانوذرات دوده و ‌كلسيم كربنات كاهش يافت. كاهش دماي سطح دنده در نمونه‌هاي نانوكامپوزيتي در مقايسه با نمونه پليمري خالص، به‌ افزايش مدول ذخيره و بهبود رفتار كشساني، كاهش نسبت ميرايي (رفتار گران‌رو) و نيز كاهش ضريب اصطكاك و افزايش انتقال گرما با به‌كارگيري نانوذرات نسبت داده شد. به‌كارگيري %4.5 وزني نانوذرات‌ كلسيم كربنات به‌همراه دوده، باعث ايجاد ترك و گسترش سايش خراشي و جريان مواد در بخش گام دنده شد.