اثر نانوذرات گرافیت بر پایداری گرمایی و فداشوندگی نانوکامپوزیت‌های فنولی - الیاف کربن - گرافیت

کامپوزیت‌های فنولی تقویت شده با الیاف کوتاه، نمونه‌ای از مواد پرکاربرد در حوزه‌ فناوری‌های دمازیادند که به‌عنوان سپر گرمایی در صنایع مختلف از جمله صنایع هوا‌فضا کاربرد ویژه‌ای دارند. در این پژوهش، کامپوزیت الیاف کوتاه کربن بر پایه رزین فنولی، نوع نووالاک مبنای کار قرار گرفت و تلاش شد تا ساختار ماتریس پلیمری برای بهبود خواص پایداری گرمایی و فداشوندگی با استفاده از نانوذرات گرافیت اصلاح شود. در این راستا برای ‌دستیابی به خواص مدنظر، پارامتر‌های پایداری گرمایی، فداشوندگی و نیز رفتار مکانیکی نانوکامپوزیت‌های تهیه شده ارزیابی شد تا ترکیب درصد مناسب برای ساخت کامپوزیت و نانوکامپوزیت با قابلیت تحمل دما‌های زیاد به‌دست آید. در تمام نمونه‌ها، %40 وزنی الیاف کوتاه کربن به‌کار گرفته شد. در نمونه‌های نانو‌کامپوزیت به ترتیب مقدار 6، 9 و %12 وزنی نانو‌گرافیت استفاده شد. برای بررسی چگونگی توزیع و شکل‌شناسی لایه‌های گرافیت از آزمون پراش پرتو x استفاده شد. نمونه‌ها به روش قالب‌گیری فشاری داغ تهیه شدند. آزمون‌های گرماوزن‌سنجی و شعله‌ اکسی‌استیلن برای بررسی رفتار گرمایی و مقدار فداشوندگی نمونه‌ها به‌کار گرفته شد. برای مطالعه‌ خواص مکانیکی کامپوزیت‌ها، از دو آزمون خمش سه‌نقطه‌ای و سایش مکانیکی استفاده شد. نتایج این مطالعه نشان داد، افزودن نانوذرات گرافیت ضمن بهبود پایداری گرمایی و کاهش سرعت تخریب، مقدار اتلاف وزن و سرعت فداشوندگی را نیز کاهش می‌دهد. افزودن %12 وزنی نانو‌ذرات گرافیت، پایداری گرمایی و سرعت فداشوندگی در آزمون شعله‌ اکسی‌استیلن را به ترتیب 12 و %19 بهبود می‌دهد.