نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکترا، مهندسی مواد، دانشگاه خواجه نصیرالدین طوسی، تهران

2 مهندسی مواد، دانشکده مهندسی و علم مواد، دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی، تهران، ایران

3 استاد، دانشکده مهندسی مواد و متالورژی، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران

10.22068/jstc.2019.104911.1523

چکیده

علیرغم تحقیقات پیشین درزمینه رفتار خوردگی کامپوزیت پلیمری تقویت‌شده با الیاف شیشه، هنوز بررسی ارتباط مابین میزان تخریب فصل مشترک رزین/الیاف و خواص مکانیکی آن‌ها امری ضروری است. در این پژوهش، تحقیقاتی تجربی به‌منظور ارزیابی این موضوع انجام می‌شود. بدین منظور، نمونه‌های پلی‌استر/شیشه در هیدروکلریک اسید 10 درصد وزنی با سه دمای مختلف 25 °C، 50 °C و 70 °C غوطه‌ور می‌شوند و تغییرات در خواص مکانیکی نمونه‌ها و تغییرات ظاهری محلول در بازه‌های زمانی یک تا چهار هفته‌ای موردبررسی قرار می‌گیرند. نتایج نشان داد که استحکام کششی نهایی و مدول یانگ نمونه‌های کامپوزیتی، زمانی که در محلول با دمای بالاتر و یا زمان غوطه‌وری بیشتر قرار می‌گیرد کاهش می‌یابد. بعلاوه، ایجاد ترک ناشی از خوردگی در فصل مشترک رزین/الیاف به کمک عکس‌های میکروسکوپ الکترونی عبوری نشان داده شد و تخریب رزین پلی‌استر با مشاهده‌ی افزایش ترک‌های سطحی و تغییر در رنگ محلول مورد تأیید قرار گرفت. همچنین، بازرسی چشمی سطوح شکست نمونه بعد از آزمون کشش نشان داد که شکست رخ داده از نوع DGM می‌باشد. درنهایت آنالیز طیف‌سنجی جذب اتمی (AAS) به‌منظور اثبات وقوع سازوکار تبادل یونی انجام پذیرفت. نتایج حاصل از این پژوهش حاکی از رخداد سازوکار‌های خوردگی در ناحیه فصل مشترک نمونه‌های کامپوزیتی است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Analysis of tensile failure mode and the mechanism dominated over polymer composite degradation

نویسندگان [English]

  • mohammad amini 1
  • shirin kalantari 2
  • Alireza Khavandi 3

1 Faculty of Materials Science and Engineering, K.N. Toosi University of Technology, Tehran, Iran

2 faculty of material science and engineering, K.N. Toosi University of Technology, Tehran, Iran

3 School of material science and engineering, University of science and technology , Tehran, Iran

چکیده [English]

Despite previous research on the corrosion behavior of glass fiber reinforced polymer composites, the relationship between the degree of weakening of the resin/fiber interface bond and their mechanical properties is still necessary. In this research, empirical research is conducted to evaluate this issue. For this purpose, the polyester/glass samples were immersed in 10% HCl with three different temperatures of 25 °C, 50 °C and 70 °C, and changes in the mechanical properties of the samples and the apparent variations of the solution at time intervals of one up to four weeks are examined. The results showed that the ultimate tensile strength and Young modulus of composite specimens were reduced when placed in a solution with higher temperature or immersion time. Cracking caused by corrosion was shown in the resin/fiber interface using SEM photographs, and the degradation of the polyester resin was confirmed by observing the increase in surface cracks and changes in the solution color. Furthermore, visual inspection of sample failure surfaces after a tensile test showed that the failure occurred as DGM type. Finally, atomic absorption spectroscopy (AAS) analysis was performed to prove the occurrence of ion exchange mechanism. The results of this study indicate the occurrence of corrosion mechanisms in the interface area of composite specimens.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Polymer composites
  • Corrosion mechanisms
  • interface
  • Mechanical properties