بررسی اثر گرماژ پارچه کربن بر خواص مکانیکی و فرسایشی عایق کربنی با رزین اپوکسی نووالاک تقویت شده با ذرات سرامیکی zrb2/sicدر دمای 3000 درجه سانتی‌گراد

این تحقیق به بررسی عملکرد مکانیکی و مقاومت در برابر فرسایش و اکسیداسیون عایق مقاوم به دما و فشار بر پایه کربن-اپوکسی نووالاک 1179 تقویت شده با ذرات سرامیکی zrb2/sic با گرماژ مختلف می‌پردازد. هدف از این پژوهش، بررسی تاثیر گرماژ پارچه کربن بر عایق کربن اپوکسی نووالاک تقویت شده با ذرات سرامیکی zrb2/sic بر رفتار مکانیکی و فرسایشی عایق است. در گام اول سه نمونه شامل زمینه رزین اپوکسی نووالاک1179 با 60%sic+40% zrb2 با پارچه کربن 120، 200 و 600 گرمی به روش پرس گرم ساخته‌شد، سپس خواص مکانیکی و حرارتی (فرسایشی) نمونه های عایق با گرماژ مختلف پارچه با استفاده از آزمون‌های اکسی استیلن، خمش وکشش ارزیابی گردید. برای بررسی مورفولوژی سطح، ازانالیز عنصری توزیع انرژی اشعه ایکس (eds)و میکروسکوپ الکترونی روبشی sem و شناسایی فازهای موجود از انالیز فازی پراش اشعه ایکس (xrd) استفاده شده‌است. نتایج نشان داد که با افزایش میزان گرماژ پارچه خواص مکانیکی و مقاومت فرسایشی کامپوزیت بهبود پیدا کرد. بیشترین کاهش وزن و کاهش ضخامت به ترتیب در نمونه عایق با پارچه 600 گرمی و120 گرمی بود. همچنین نمونه عایق با پارچه 600 گرمی دارای کمترین دمای پشت عایق، زیر 150 درجه سانتی‌گراد بود. نمونه عایق با پارچه 600 گرمی دارای خواص مکانیکی بالاتری نسبت به سایر نمونه‌ها به میزان، 486.35 مگاپاسکال استحکام کششی و 677.18 مگاپاسکال استحکام خمشی بود. در نهایت بررسی های مورفولوژی نشان داد حضور ذرات zrb2/sic منجر به ایجاد فازهایی دیرگداز همچون zro2, sio2 و zrsio4 که موجب افزایش مقاومت به فرسایش داغ کامپوزیتهای کربن اپوکسی نووالاک می‌گردد.

investigating the effect of carbon fabric grammage on the mechanical and erosion properties of cfrp reinforced with zrb2/sic ceramic particles at a temperature of 3000°c

this research investigates the mechanical performance, ablation and oxidation of insulation based on carbon-epoxy novalac 1179 reinforced with zrb2/sic ceramic particles with different grammage of fabric. the purpose of this research is to investigate the effect of carbon fabric grammage on epoxy novalac carbon insulation reinforced with zrb2/sic ceramic particles. three samples including novalac epoxy resin base with 60% sic + 40% zrb2 and 120, 200 and 600 gr/m2 of carbon fabric were made using hot press. the mechanical and thermal properties of insulation samples with different grammage using oxyacetylene, bending and tensile tests were evaluated. to investigate the surface morphology, x-ray energy distribution elemental analysis (eds) and sem scanning electron microscope and x-ray diffraction (xrd) phase analysis have been used to identify the existing phases. the results showed that the mechanical properties and erosion resistance of the composite improved by increasing the grammage of the fabric. the biggest weight reduction and thickness reduction were in the insulation samples with 600 gr/m2 (g3) and 120 gr/m2 fabric(g1), respectively. also, the g3 sample had the lowest temperature behind the insulation, below 150 degrees celsius and had the highest mechanical properties, with 486.35 mpa of tensile strength and 677.18 mpa of bending strength. finally, morphological studies showed that the presence of zrb2/sic particles leads to the creation of refractory phases such as zro2, sio2 and zrsio4, which increase the resistance to hot erosion of carbon epoxy novalac composites.