اثر ظرافت و فاصله نخ‌های اتصال عمودی بر استحکام خمشی کامپوزیت‌های سه‌بعدی کربن - فنول

در این پژوهش، اثر ظرافت و فاصله نخ‌های اتصال عمودی بر رفتار شکست کامپوزیت‌های سه‌بعدی که به روش خیساندن رزین در خلا تولید شدند، ارزیابی شده است. بدین منظور، کامپوزیت‌های سه‌بعدی کربن - فنولی با نمره نخ‌های مختلف در فواصل بافت عمودی متفاوت mm 5/5 تا mm 5/16 تهیه شدند تا مقادیر بهینه هر یک از آنها به‌دست آید. نتایج آزمون خمش سه‌نقطه‌ای نشان داد، کامپوزیت‌های دارای بافت عمودی در مقایسه با کامپوزیت‌های فاقد الیاف در جهت ضخامت، %17تا %34 استحکام خمشی کمتری دارند. در حالی که نخ در جهت ضخامت، موجب اتصال مکانیکی بین لایه‌ها شده و از گسترش پدیده لایه‌لایه‌شدن در کامپوزیت‌های دارای بافت عمودی جلوگیری می‌کند. ضعف کامپوزیت‌های دارای بافت عمودی به دلیل صدمه‌های ناشی از وجود الیاف در جهت ضخامت است که موجب ایجاد نقاط تمرکز تنش و عدم هم‌راستایی الیاف صفحه‌ای می‌شود. از طرفی، وجود الیاف در جهت ضخامت از لایه‌لایه‌شدن کامپوزیت جلوگیری می‌کند. درنتیجه، مقاومت لایه‌ای آن افزایش ‌یافته و‌ سازوکار شکست نیز از حالت ترد به چقرمه تغییر می‌یابد. در حالی که در کامپوزیت‌های دارای بافت عمودی با نمره نخ اتصال یکسان، با افزایش فاصله نخ در بافت عمودی، استحکام خمشی کاهش می‌یابد، در نمونه‌های mm 5/5 با ازدیاد نمره نخ اتصال، استحکام خمشی کامپوزیت کاهش و در نمونه mm 5/16 افزایش نشان داد. همچنین، در نمونه‌ کامپوزیت‌های دارای بافت عمودی، تنش پس از شکست اصلی، نسبت به کامپوزیت‌های فاقد نخ اتصال، مقادیر بیشتری داشت.