بررسی تجربی خواص خمشی چندلایه‌‌ای‌های آلومینیم-الیاف کنف

فرضیه: چندلایه‌‌ای‌های فلزالیاف (fmls) از ورقه‌های فلزی و لایه‌های کامپوزیت الیافی متصل‌شده به یکدیگر با رزین پلیمری، تشکیل می‌شوند. هدف از این پژوهش، بررسی خواص خمشی چندلایه‌ای‌های فلزالیاف دوستدار محیط زیست و مقرون به‌صرفه از نظر اقتصادی است. در دهه‌های اخیر، کامپوزیت‌های الیاف طبیعی به‌دلیل تجدیدپذیری و بازیافت‌پذیری و هزینه کم مورد توجه قرار گرفته‌اند و کاربرد آن‌ها در صنایع رو به رشد است. ترکیب کامپوزیت‌های طبیعی با لایه‌های آلومینیم و ساخت چندلایه‌ای‌های فلزالیاف طبیعی می‌تواند موجب بهبود خواص مکانیکی و افزایش مقاومت در برابر عامل‌های محیطی مانند رطوبت، گرما و نور خورشید شود. روش‌ها:  چندلایه‌‌ای‌های فلزالیاف بر پایه الیاف کنف و نیز کامپوزیت‌های دارای الیاف کنف با دو نوع رزین اپوکسی و وینیل استر با روش لایه‌گذاری دستی ساخته شدند. خواص خمشی کامپوزیت‌ها و چندلایه‌ای‌‌‌های فلزالیاف تهیه‌شده با آزمون خمش سه نقطه‌ای بررسی شد. پس از انجام آزمون‌های مکانیکی عکس‌های میکروسکوپ الکترونی پویشی برای بررسی سطح شکست تهیه شد. برای مقایسه، نمونه‌‌های مشابه با استفاده از الیاف شیشه با روش لایه‌گذاری دستی نیز ساخته و بررسی شدند.یافته‌‌ها: نتایج آزمون‌ها نشان داد، استفاده از لایه‌های آلومینیم در کنار کامپوزیت‌های دارای الیاف کنف موجب افزایش مدول خمشی و استحکام نهایی نمونه‌ها می‌شود. نمونه‌های ساخته‌شده با رزین وینیل استر به‌دلیل برقراری اتصال مناسب با الیاف کنف و نیز نفوذ به فضای خالی داخل الیاف، خواص خمشی بهتری نسبت به کامپوزیت‌های با ماتریس اپوکسی داشتند. افزون بر این، عکس‌های میکروسکوپی الکترونی پویشی نشان داد، به‌دلیل وجود ناصافی سطح و شکل ویژه الیاف کنف، چسبندگی بهتری میان الیاف کنف با رزین وینیل استر و اپوکسی در مقایسه با الیاف شیشه ایجاد شده است.

An Experimental Study on Flexural Properties of Jute Fiber/Aluminum Laminates

Hypothesis: Fiber metal laminates (FMLs) are made up of fibrous composites layers and metal sheets that are stacked alternatively and joined together with polymeric resin. The purpose of this study is to investigate the flexural properties of environmental friendly and costeffective fiber metal laminates. In recent decades, natural fiber composites have become popular due to their recyclability, renewability and low cost, and their applications in various industries are growing. Combining natural composites with aluminum layers and manufacturing fiber metal laminates led to improved mechanical properties and increased resistance to environmental factors such as moisture, heat and sunlight.Methods: Jute fiberbased fiber metal laminates and composites containing jute fibers were made using epoxy and vinyl ester resins by hand layup method. The flexural properties of composites and fiber metal laminates were investigated using a threepoint bending test. After performing mechanical tests, scanning electron microscopy images were prepared to check the fracture surface. For comparison, similar samples were made and tested using glass fibers.Findings: The results of the tests showed that the use of aluminum layers along with composites containing jute fibers increases the flexural modulus and the ultimate strength of the samples. Samples made with vinyl ester resin had better bending properties than epoxy matrix composites due to proper bonding between jute fibers and vinyl ester. The vinyl ester resin could penetrate into the void space inside the jute fibers. In addition, scanning electron microscopy images showed that due to the rough surface and special form of jute fibers, better adhesion was created between the jute fibers with vinyl ester resin and epoxy in comparison with glass fibers.