https://jstc.iust.ac.ir/ علوم و فناوری کامپوزیت fa daily 1 Sat, 20 Jun 2026 00:00:00 +0330 Sat, 20 Jun 2026 00:00:00 +0330 https://jstc.iust.ac.ir/article_736796.html https://jstc.iust.ac.ir/article_736369.html این پژوهش به تولید کامپوزیت‌ زمینه کاربید سیلیسیم می‌پردازد و تأثیر افزودنی‌های دی بورید تیتانیم و نقاط کوانتومی گرافن (GQD) برای افزایش ویژگی‌های مکانیکی، فیزیکی و ساختاری را مورد بررسی قرار می‌دهد. هدف از این پژوهش، تولید کامپوزیت‌ SiC-TiB2-GQD با خواص فیزیکی و مکانیکی بالا همچون چقرمگی شکست و مدول یانگ بالاتر نسبت به کاربید سیلیسیم خالص می‌باشد. طراحی آزمایش با استفاده از روش تاگوچی انجام شد و نهایتا 23 عدد نمونه با ترکیب شیمیایی متفاوت تهیه شد و قطعات نهایی بعد از عملیات پرس هیدرولیک به شکل قرص تولید شدند. نمونه‌های تولید شده با مقادیر مختلف از افزودنی‌ها و نیز مقدار متناسب از پودر زمینه‌ی کاربید سیلیسیم تهیه و تحت عملیات سینتر در دمای 2150 درجه‌ سانتی‌گراد قرار گرفتند. با بررسی‌های ریزساختاری، شکست‌نگاری، خواص مکانیکی و فیزیکی شرایط بهینه برای تولید این کامپوزیت‌ها تعیین شد. نهایتاً بالاترین میزان چقرمگی شکست (6.13MPa.m1/2) و مدول یانگ (523MPa) برای نمونه‌ی حاوی20 درصد وزنی TiB2 و 0.3 درصد وزنی GQD حاصل شد. https://jstc.iust.ac.ir/article_736370.html در این مطالعه، ابتدا خواص الیاف هیبریدی کامینگل شیشه و پلی فنیلن سولفید (PPS) از جمله خواص فیزیکی، حرارتی و تصاویر SEM مورد بررسی قرار گرفت و در ادامه تأثیر آرایش الیاف بر خواص مکانیکی کامپوزیت‌های گرمانرم تقویت‌شده با الیاف شیشه در زمینه پلی‌فنیلن سولفید نیز بررسی شد. ورق‌های کامپوزیتی با استفاده از نخ هیبریدی کامینگل شیشه/PPS و از طریق فرآیند پرس گرم در دو پیکربندی متفاوت ساخته شدند: (۱) تقویت‌شده با الیاف پیوسته و تک‌جهته و (۲) تقویت‌شده با الیاف کوتاه و با آرایش تصادفی. هدف اصلی، مقایسه مستقیم استحکام برشی میان‌لایه‌ای (ILSS) و خواص کششی این دو ساختار به منظور درک نقش جهت‌گیری الیاف در عملکرد نهایی محصول بود. نتایج آزمون‌های مکانیکی نشان‌دهنده ناهمسانگردی شدید در نمونه‌های تک‌جهته بود؛ به طوری که استحکام کششی در جهت طولی (MPa ۲۸۹) به مراتب بالاتر از جهت عرضی (MPa ۵) و نمونه‌های با الیاف خردشده (MPa ۶۱) بود. به طور مشابه، مقدار ILSS در نمونه تک‌جهته (MPa ۷/۱۸) به شکل چشمگیری بیشتر از نمونه‌های با الیاف تصادفی (MPa ۷) بود. نوآوری اصلی این مطالعه، تمرکز بر الیاف شیشه/PPS استفاده از نخ هیبریدی کامینگل به‌منظور بهبود آغشتگی و یکپارچه‌سازی الیاف و زمینه، و مقایسه مستقیم دو آرایش تقویت‌کننده شامل الیاف پیوسته تک‌جهته و الیاف کوتاه با توزیع تصادفی است. https://jstc.iust.ac.ir/article_738017.html در این پژوهش، رفتار دینامیکی سازه‌های ساندویچی با هسته لانه زنبوریِ پلی‌لاکتیک اسید PLA ساخته‌شده به روش پرینت سه‌بعدی و پوسته‌های تقویت‌کننده ناهمگن، تحت بارگذاری ضربه سرعت پایین ارزیابی شد. نوآوری اصلی تحقیق، تحلیل تقابل ساختاری و مقایسه عملکرد دینامیکی هسته پلیمری با دو رویه متمایز شامل ورق آلومینیوم 2024 با رفتار الاستوپلاستیک و کامپوزیت الیاف شیشه اپوکسی دوجهته با رفتار الاستیک-ترد در سطوح انرژی ۱۰، ۲۱ و ۳۰ ژول است. جهت ارزیابی کارایی مستقل از وزن سازه‌ها، شاخص انرژی جذب‌شده ویژه معرفی گردید و نمودارهای پاسخ دینامیکی و مکانیزم‌های شکست نمونه‌هاPLA ،PLA/AL و PLA/Glass مقایسه شدند. علاوه بر فرآیند تجربی، یک مدل اجزاء محدود سه‌بعدی با اعمال معیارهای آسیب پیشرونده توسعه یافت. مدل عددی توانست منحنی‌های نیرو-جابجایی و ظرفیت جذب انرژی را با خطای کمتر از ۱۰٪ نسبت به مستندات آزمایشگاهی پیش‌بینی و اعتبارسنجی کند. در نهایت، یک مطالعه پارامتریک جهت ارزیابی اثر ضخامت پوسته‌های تقویت‌کننده بر ظرفیت جذب انرژی سازه صورت پذیرفت. همچنین، تحلیل روند به کمک رگرسیون ریاضی نشان داد که نرخ جذب انرژی در نمونه‌های با رویه آلومینیومی الگویی غیرخطی و اشباع‌شونده دارد، در حالی که نمونه‌های تقویت‌شده با الیاف شیشه، رفتاری کاملاً خطی و پایدار در بازه انرژی‌های آزمایش‌شده ارائه می‌دهند. https://jstc.iust.ac.ir/article_738337.html رزین‌های اپوکسی با وجود برخورداری از خواص مکانیکی و شیمیایی ممتاز، به دلیل شکنندگی ذاتی و چقرمگی شکست پایین در کاربردهای نیازمند دوام بالا با محدودیت جدی روبه‌رو هستند. این مقاله با مروری جامع و نظام‌مند، تازه‌ترین راهبردها و دستاوردهای علمی در حوزه چقرمه‌سازی ناهمگن رزین‌های اپوکسی را بررسی می‌کند و بر سازوکارهای بنیادین و عملکرد کمی افزودنی‌هایی چون لاستیک‌های مایع، ذرات هسته–پوسته (CSPs)، گرمانرم‌ها، پلیمرهای کریستال مایع و نانومواد تمرکز دارد. نتایج نشان می‌دهد این عوامل از طریق سازوکار‌هایی مانند تسلیم برشی، حفره‌زایی، پل‌زنی و انحراف مسیر ترک، باعث اتلاف انرژی و افزایش مقاومت شکست می‌شوند. چقرمه‌سازی با لاستیک مایع نیتریل بوتادین با انتهای کربوکسیل (CTBN) گرچه مقاومت ضربه را بیش از ٪۲۰۰ بهبود می‌دهد، معمولاً با کاهش مدول همراه است؛ اما افزودنی‌هایی چون گرمانرم‌ها و ذرات CSP تعادل مناسبی میان چقرمگی و سفتی ایجاد می‌کنند، به‌گونه‌ای که CSP اصلاح‌شده با متاکریلات گلیسیدیل ضریب شدت تنش بحرانی (KIC) را از ‎85/0 به MPa·m¹/² 93/2 (افزایش‎٪ ‎245) رسانده است. در سامانه‌های هیبریدی نیز اثرات هم‌افزایی آشکار است؛ ترکیب لاستیک و فنوکسی نرخ آزادسازی انرژی کرنشی (GIC) را ٪‎260‎ افزایش می‌دهد. در نانوکامپوزیت‌ها، افزودن ‎5/0 درصد وزنی‎ اکسید گرافن عامل‌دار‌شده (GO–g–TBCP) افزایش چشمگیر ‎9/397% در چقرمگی شکست ایجاد می‌کند. این مطالعه نشان می‌دهد انتخاب روش اصلاح باید با موازنه دقیق میان افزایش چقرمگی، حفظ خواص حرارتی–مکانیکی و جنبه‌های فرآیندی همراه باشد. آینده این حوزه بر سامانه‌های هیبریدی، مواد زیست‌پایه و نانوساختارهای هوشمند با مهندسی سطح پیشرفته متمرکز است.