تاثیر لایه چینی الیاف و محیط های حرارتی بر خواص خمشی کامپوزیت‌های هیبریدی اپوکسی/ الیاف بازالت/الیاف کربن لایه نازک تک جهته

در این مطالعه تاثیرات دماهای مختلف محیطی و لایه چینی الیاف بر رفتار خمشی کامپوزیت های هیبریدی متشکل از رزین اپوکسی، الیاف بازالت و الیاف نازک تک جهته کربن مورد بررسی قرار گرفت. کامپوزیت های هیبریدی با استفاده از روش لایه گذاری دستی 2 لایه الیاف نازک تک جهته کربن و 6 لایه الیاف بازالت ساخته شدند. نمونه ها با سه نوع مختلف لایه چینی به طوری که موقعیت الیاف نازک تک جهته کربن از مرکز به سطوح نمونه ها تغییر می کرد، آماده شدند. همچنین، تاثیر دما بر رفتار خمشی نمونه ها با استفاده از دماهای 25، 60 و 95 درجه سانتی گراد مورد بررسی قرار گرفت. تمامی نمونه ها دارای شکست تدریجی بودند و به دلیل حضور الیاف نازک تک جهته کربن، رفتار شبه انعطاف‌پذیر نشان دادند. نتایج نشان دادند که با قرار دادن الیاف نازک تک جهته کربن در بیرونی ترین لایه ها، استحکام و مدول خمشی نمونه ها به شدت افزایش یافت. به عنوان نمونه، در دمای 25 درجه سانتی گراد، مدول خمشی نمونه هایی که الیاف نازک تک جهته کربن در بیرونی ترین لایه هایش قرار داشتند، حدود 42 درصد بالاتر از مدول خمشی نمونه های با الیاف نازک تک جهته کربن در مرکز بود. با این وجود، مقادیر کرنش شکست نمونه ها با نزدیک کردن الیاف نازک تک جهته کربن به مرکز نمونه ها افزایش داشت. همچنین، نتایج نشان داد که افزایش دما منجر به کاهش مقادیر استحکام و مدول خمشی نمونه ها شده، در حالی که مقادیر کرنش افزایش یافته است.

Effects of stacking sequence of fibers and thermal environments on the flexural properties of the basalt fibers/thinply unidirectional carbon fibers/epoxy hybrid composites

In this study, the effects of temperature and stacking sequences of fibers on the flexural properties of the hybrid composites including epoxy resin, basalt fibers, and thinply unidirectional (UD) carbon fibers were investigated. The hybrid composites were prepared by hand layup method with 2 layers of carbon thinply and 6 layers of basalt fibers. The samples were fabricated with three different stacking sequences of fibers in which the position of thinply UD carbon fibers changed from the center to the outermost layers. Also, the temperature effects on the flexural properties of samples were investigated by applying different temperatures of 25, 60, and 95 ºC. All samples were fractured gradually and showed pseudoductility phenomenon due to thinply UD carbon fibers. Results showed that by placing the thinply UD carbon fibers at the outermost layers, the flexural strength and modulus of samples increased significantly. For example, at the temperature of 25 ºC, the flexural modulus of the samples was about 42% higher than that of the sample with thinply UD carbon fibers at the center of samples. However, the strain values of samples increased by nearing the thinply UD carbon fibers to the center layers. Also, results indicated that increasing the temperature caused the reduction of flexural strength and modulus of samples while the strain values increased.