رفتار خوردگی فرسایشی کامپوزیت پلیمری تقویت با ضایعات زیستی
رفتار خوردگی فرسایشی کامپوزیت پلیمری تقویت با ضایعات زیستی – ایران ترجمه – Irantarjomeh
مقالات ترجمه شده آماده گروه مهندسی صنایع
مقالات ترجمه شده آماده کل گروه های دانشگاهی
مقالات
قیمت
قیمت این مقاله: 25000 تومان (ایران ترجمه - irantarjomeh)
توضیح
بخش زیادی از این مقاله بصورت رایگان ذیلا قابل مطالعه می باشد.
شماره | ۳۹ |
کد مقاله | IND39 |
مترجم | گروه مترجمین ایران ترجمه – irantarjomeh |
نام فارسی | رفتار خوردگی فرسایشی کامپوزیت های پلیمری تقویت شده با ضایعات زیستی |
نام انگلیسی | Erosive wear behavior of bio waste reinforced polymer composites |
تعداد صفحه به فارسی | ۱۵ |
تعداد صفحه به انگلیسی | ۴ |
کلمات کلیدی به فارسی | گرده لیف نارگیل, رزین اپوکسی, خوردگی فرسایشی, زاویه برخورد, SEM |
کلمات کلیدی به انگلیسی | coir dust, epoxy resin, erosion wear, impingement angle, SEM |
مرجع به فارسی | دپارتمان مهندسی مواد و متالورژی، کالج ملی فن آوری رورکلا، هندوستان |
مرجع به انگلیسی | Metallurgical and Materials Engineering Dept. National Institute of Technology, Rourkela; INDIA |
کشور | هندوستان |
رفتار خوردگی فرسایشی کامپوزیت های پلیمری تقویت شده با ضایعات زیستی
چکیده
در این مطالعه آزمایشاتی به منظور بررسی تاثیرات سرعت ضربه ای و اندازه ذره ماده فرسایشی بر روی رفتار فرسایشی ذره جامد کامپوزیت های پلیمری تقویت شده به وسیله گرده های لیف نارگیل انجام شده است. ماده فرسایشی استفاده شده در این بررسی ماسه سیلیسی می باشد که دارای اندازه ای در محدوده ۲۰۰ الی ۶۰۰ میکرون می باشد. با این وجود مشخص شد که میزان خوردگی فرسایشی با توجه به افزایش میزان گرده لیف نارگیل کاهش یافته است چرا که در مقادیر زیاد گرده، چنین مکانیزمی بواسطه نرمی ماده لیفی، در مقایسه با مواد ماتریسی، تاثیر می پذیرد. به علاوه، مورفولوژی سطح فرسایش با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) بررسی شده و مکانیزم های خوردگی فرسایشی مورد بحث قرار گرفته اند. کاهش خوردگی – فرسایشی با توجه به افزایش اندازه ذره ماده فرسایشی مشاهده شد.
کلمات کلیدی: گرده لیف نارگیل، رزین اپوکسی، خوردگی فرسایشی، زاویه برخورد، SEM
رفتار خوردگی فرسایشی کامپوزیت پلیمری تقویت با ضایعات زیستی
۱- مقدمه
غالب الیاف طبیعی نظیر جوت یا الیاف کنف، نخل روغنی، کاغذ چوبی و نیشکر به عنوان مواد ضایعاتی به دور ریخته می شوند. با این وجود، در سالیان اخیر توجه زیادی معطوف به استفاده از ویژگی های قابل توجه این مواد شده است. الیاف طبیعی در شرایط طبیعی خود به عنوان عامل های تقویت کننده برای رزین های مختلف ترموستینگ / سخت شدگی حرارتی و رزین های ترموپلاستیک مورد استفاده قرار گرفته اند. در طی فرآیند جدا نمودن الیاف برگ گیاه صباره (henequen) و همچنین در طی تبدیل الیاف خام به طناب، تقریبا ۱۰ درصد از الیاف بصورت ضایعاتی تولید می شوند. این الیاف ضایعاتی را می توان در امر تولید کامپوزیت های تقویت شده پلیمری به کار گرفت چرا که آنها دارای خواص قابل توجه فیزیکی و مکانیکی می باشند. الیاف طبیعی دارای خواص منحصر به فردی نظیر زیست تخریب پذیری، قابلیت تعامل با محیط زیست، هزینه پایین، چگالی یا دانسیته اندک، توان و قدرت کاملا بالا می باشند و بنابراین توجه تحقیقاتی از کامپوزیت های سنتزی به الیاف طبیعی در زمینه تولید کامپوزیت های ماتریس پلیمری تقویت شده جلب شده است.
علاقه به مواد کامپوزیتی پلیمری تقویت شده الیاف طبیعی به سرعت برحسب ویژگی های بر هم کنشی آنها، همراه با کاربردهای صنعتی و تحقیقاتی اساسی رشد نموده است. احتمالاتی وجود دارند که بر حسب آن کامپوزیت ها ممکن است تحت تاثیر فرآیندهای فرسایشی زیادی به واسطه از هم پاشیدگی یا تراشه شدگی مواد، ماسه، دوغاب ذرات جامد قرار داشته باشند بنابراین در نتیجه این ماده ممکن است به واسطه فرسایش خوردگی با شکست روبرو شود. از اینرو، مطالعه رفتار فرسایشی الیاف طبیعی کامپوزیت پلیمر تقویت شده مهم می باشد. فرسایش خوردگی کامپوزیت پلیمری تقویت شده غالبا بیشتر از ماتریس پلیمری تقویت نشده می باشد. مقاومت در برابر فرسایش کامپوزیت پلیمری در مقایسه با مواد یکپارچه اندک می باشد. نواحی احتمالی کاربرد مختلف عبارتند از: چرخ ها، پروانه موتور، بتونه کاری، دنده ترمز، بادامک ها، اتصالات سنتزی و بردگاهی و غیره.
در این مقاله، ما نسبت به بررسی رفتار فرسایشی خوردگی گردهای لیف نارگیل کامپوزیت پلیمری تقویت شده به روش اتلاف زیستی اقدام می نماییم. آزمایشاتی جهت بررسی تاثیرات میزان گرده لیف نارگیل، زاویه برخورد و سرعت ضربه ای ذره فرسایشی بر روی رفتار فرسایشی خوردگی مواد کامپوزیتی انجام شده اند.
رفتار خوردگی فرسایشی کامپوزیت پلیمری تقویت با ضایعات زیستی
۲- جزئیات تجربی
ماده ماتریس اپوکسی LY556 می باشد که از نقطه نظر شیمیایی متعلق به خانواده اپوکسید (epoxide) است که به عنوان ماده ماتریس استفاده می شود. ماده سخت کننده با IUPAC تحت عنوان NN0 (2- آمین اتلی تین۱-،۲- دیامین) است که با کاربرد با اپوکسی دارای علامت مشخص HY-951 می باشد رزین اپوکسی و سخت کننده به وسیله شرکت Ciba Geigy India Ltd تامین گردید. رزین و سخت کننده به نسبت ۸ به ۱ با توجه به وزن مشخص شده ترکیب گردیدند. دانسیته سیستم رزین اپوکسی به میزان ۱٫۱ g/ccاست.
گرده لیف نارگیل با رزین اپوکسی از طریق مخلوط نمودن در دمای اتاق و نمونه های شکل یافته مربعی (۱۰۰ ´ ۱۰۰) به وسیله پرس کاری تک محور در بار دو تن حاصل آمد. پنج نمونه همانند نمونه A(pure epoxy)، نمونه B(epoxy+10 wt% of coir dust)، نمونه C(epoxy+20 wt% of coir dust)، نمونه D(epoxy+40 wt% of coir dust) و نمونه E(epoxy+60 wt% of coir dust) تحت شرایط مشابه پرس و دما مهیا گردیدند. قطعات متناسب از ورق های کامپوزیت جهت آزمایش فرسایش بریده شدند.
دانسیته حجم و کسر حجمی مواد کامپوزیت را می توان به سادگی با توجه به معادلات ذیل با استفاده از اصل ارشمیدوز حاصل آورد:
رفتار خوردگی فرسایشی کامپوزیت پلیمری تقویت با ضایعات زیستی
۳- نتایج و مباحث
شکل ۱ نشان دهنده تغییرات در دانسیته و کسر حجمی کامپوزیت با توجه به گوناگونی میزان گرده الیاف نارگیل می باشد. از این شکل می توان این موضوع را به روشنی دریافت که با توجه به افزایش میزان گرده الیاف نارگیل، دانسیته این ماده کاهش می یابد. علت این امر به واسطه وجود میزان بالای هوا (از ۲۴ درصد الی ۸۹ درصد) می باشد و با توجه به اضافه نمودن گرده الیاف نارگیل در رزین اپوکسی کسر حجمی این موارد افزایش می یابد و بنابراین منجر به دانسیته پایین کامپوزیت خواهد شد.
شکل ۲ نشان دهنده گوناگونی میزان فرسایش خوردگی از طریق تغییر محتوا یا میزان گرده الیاف نارگیل می باشد، با افزایش میزان گرده الیاف نارگیل میزان فرسایش کاهش خواهد یافت. دلیل این امر آن است که با افزایش میزان گرده الیاف نارگیل پیوند بین سطحی الیاف – ماتریس افزایش می یابد.
به طور کلی رفتار فرسایشی خوردگی این کامپوزیت منوط به زاویه برخورد ماده فرسایشی می باشد رفتار شکننده تحت نرخ حداکثری فرسایش در یک رخداد معمولی (۹۰ درجه) توصیف می شود و رفتار انبساط پذیری یا مفتول پذیری نیز تحت نرخ حداکثری فرسایش در زوایای پایین تر همانند زاویه برخورد ۱۵ الی ۳۰ درجه تعریف می گردد. شکل ۳ نشان دهنده زاویه برخورد، وابستگی میزان فرسایش خوردگی در بازه های مختلف زمانی برای نمونه های A، B و E می باشد. از این شکل می توان مشاهده نمود که با افزایش زاویه برخورد نرخ فرسایش کامپوزیت افزایش یافته است، که یک مقدار حداکثری در زاویه برخورد ۹۰ درجه را حاصل می آورد. این بدان معناست که این ماده معرف نوعی تردی یا شکنندگی و در نتیجه شکست می باشد.
رفتار خوردگی فرسایشی کامپوزیت پلیمری تقویت با ضایعات زیستی
۴- نتیجه گیری
رفتار فرسایش خوردگی کامپوزیت های پلیمری تقویت شده بوسیله گرده نارگیل (ضایعات زیستی) با استفاده از پارمترهایی همانند مقادیر مختلف گرده لیف نارگیل، زاویه برخورد و سرعت های برخورد / ضربه ای مورد بررسی قرار گرفته است. از این آزمایشات این موضوع مشخص شد که مقاومت در برابر فرسایش خوردگی با توجه به افزایش کسر حجمی گرده لیف نارگیل افزایش یافته است، که علت آن نرمی گرده لیف نارگیل در مقایسه با ماده ماتریس می باشد. این کامپوزیت معرف یک حالت فروپاشی شکننده است چرا که این کامپوزیت نرخ حداکثری فرسایش در رخداد طبیعی را به نمایش گذاشته و بنابر این احتمال رخداد فرآیندهای فرسایشی (ریزترک خوردگی، برش های ریز، صدمه دیدگی و خرد شدگی) وجود دارد.