مطالعه تجربی رفتار سایشی در چرخ دنده پلیمری تقویت شده با نانو ذرات رس
چکیده
در نانو کامپوزیت های پلیمری افزودن مقدار کمی از خاک رس سبب تغییر خواص مکانیکی، حرارتی و تریبولوژیکی می شود که این به دلیل پخش در مقیاس نانو ذرات خاک رس می باشد. در این تحقیق رفتار سایشی چرخ دنده های نانوکامپوزیتی پلی استال/خاک رس و پلی آمید 6/ خاک رس مورد بررسی قرار گرفته است. ترکیب هایی با در صد های وزنی مختلفی از خاک رس به روش ذوبی تهیه شدند. ریز ساختار ومورفولوژی ترکیب ها با دستگاه پراش پرتو ایکس (xrd) و میکروسکوب الکترونی روبشی (sem)مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج آنها، ورقه ای شدن و پخش تقریباً یکنواخت صفحات سیلیکاتی رس را در بین پلیمر های زمینه در تمام کامپوزیت ها نشان داد. برای تمام مواد آزمون شاخص سیالیت انجام شد. نتایج حاصل از آن، حاکی از افزایش mfi درتمام ترکیب هایی پلی استال -نانورس کمتر(1%) می باشد. پلیمر های خالص و ترکیب ها توسط یک دستگاه پیشرفته تزریق و قالب چرخ دنده به شکل نمونه های چرخ دنده ای قالب گیری شدند. در مرحله بعد، اثر افزودن نانو ذرات روی خواص سایشی چرخ دنده های تزریقی با استفاده از دستگاه تست سایش چرخ دنده (test rig) مورد مطالعه قرار گرفت. نتایج آزمایش سایش نشان داد که مقاومت به سایش چرخ دنده های نانوکامپوزیتی در مقایسه با چرخ دنده های پلیمری خالص بیشتر می باشد و چرخ دنده های نانو کامپوزیتی با در صد پایین نانو رس دارای میزان سایش کمتری می باشند. دلیل این امر، توزیع مناسب نانو رس و اتصال شیمیایی و فیزیکی بین لایه های سیلیکاتی و زنجیره های پلیمر زمینه ارزیابی می گردد. همچنین بافت سطحی دندانه های سایش یافته نمونه های چرخ دنده با استفاده از دستگاه میکروسکوپ نوری مورد بررسی قرار گرفت. به دلیل رفتار سایشی متفاوت نمونه های خالص و ترکیب ها، بافت سطحی متفاوتی را در سطح دندانه چرخ دنده ها مشاهده گردید. سایش خراشی و چسبان در تمام ترکیب ها مشاهده شد. اما اندازه سایش خراشی در نانوکامپوزیت هایی با درصد بالای رس به دلیل آگلومره شدن نانو رس بیشتر بود.