جستجوی مقالات مرتبط با کلیدواژه « nanocomposites » در نشریات گروه « مکانیک »
تکرار جستجوی کلیدواژه «nanocomposites» در نشریات گروه «فنی و مهندسی»-
Epoxy composites filled with different amounts of rubber particles- and aggregate-free nanoparticles are fabricated to examine the synergistic effect of multiphase particles on the mechanical properties of composites. In this work, crack propagation (growth) is simulated using the Extended Finite Element Method in Abaqus, and the results of displacement, stress, and crack propagation are compared with the experimental results. The main aim of this study is to evaluate the performance of the finite element method, the number of elements required in predicting results, and the ability of Extended Finite Element Method to predict crack propagation behavior. This study examines the required number of elements in crack propagation displacement and computational grid independence and also compares the numerical and experimental results obtained for a nanoparticle-reinforced epoxy polymer in 2D in Abaqus. Particle separation and crack propagation, absorbing energy during tensile simulation, can play a key role in surface hardening and strengthening. The simulation confirms the nanocomposite interface weakening and strengthening mechanisms and demonstrates that Extended Finite Element Method is an effective method to simulate the mechanical behavior of nanocomposites.Keywords: Crack propagation, XFEM, Strengthening, Epoxy, Nanocomposites}
-
A study on buckling analysis of Marine sandwich panels for interior partition walls with multilayer graphene nanoplatelet (GPL)/polymer composite facesheets is presented in this paper. Three different shapes of square, honeycomb, and re-entrant cellular shape with negative poison ratio are considered for the core layer. It is assumed that facesheets be composed of a polymer matrix reinforced by graphene nanoplatelet (GPL). Halpin-Tsai's micromechanical approach is used to determine the effective Young’s modulus of the top and bottom layers and the rule of mixture for effective Poisson’s ratio and mass density. The wall sandwich plate is modeled based on a new fifth-order shear deformation theory. Hamilton principle is employed to obtain the governing differential equations of motions of plates. The accuracy of the proposed formula and results are verified and proven accurate by the high agreement with the available results in the literature. Based on our results, we indicated the effect of cell configurations of the cellular core on the critical buckling load of marine interior wall sandwich plates. Moreover, the effect of thickness, aspect ratios, graphene nanoplatelet weight fraction, and geometrical parameters on the critical buckling load by the use of Galerkin’s method is illustrated. The findings of this research may be beneficial in creating more efficient engineering applications, especially in the marine and ship industries.Keywords: Sandwich structures, Nanocomposites, Graphene nanoplatelets, Buckling Analysis, Metamaterials}
-
نشاسته مهم ترین پلی ساکاریدی است که به طور گسترده برای تهیه فیلم های زیست تخریب پذیر استفاده می شود. فیلم های مبتنی بر نشاسته انعطاف پذیر و قوی هستند، اما گروه های هیدروکسیل آزاد در ساختار نشاسته، فیلم ها را آب دوست می کند و بخاطر استحکام مکانیکی و کششی پایین، کاربرد نشاسته را در صنعت بسته بندی محدود می کند. هدف از این بررسی راه های بهبود خواص فیلم های تشکیل شده از نشاسته است. بطور کلی با استفاده از تکنیک های اصلاح از جمله استفاده از نرم کننده ها، کوپلیمرها، نانوکامپوزیت ها و ترکیب با سایر بیوپلیمر ها میتوان خصوصیات میکانیکی فیلم های نشاسته را بهبود بخشید. یا با اصلاح ساختار خود نشاسته به روش شیمیایی (اتصالات عرضی، استری کردن و اکسیدکردن) خصوصیات عملکردی نشاسته را تغییر داد تا منجر به بهبود فیلم های تهیه شده از آن، از جمله کاهش جذب رطوبت، نفوذپذیری به بخار آب، پایداری حرارتی، افزایش آبگریزی و... شود. اخیرا از فرآیند های غیر حرارتی مخصوصا پلاسمای سرد برای بهبود فیلم های نشاسته استفاده شده است که نتایج قابل قبولی را ارایه داده است.
کلید واژگان: بسته بندی مواد غذایی, فیلم های زیست تخریب پذیر, نشاسته, نرم کنند ها, کوپلیمر ها, نانوکامپوریت ها, اصلاح شیمیایی, اصلاح غیر حرارتی}The growing concerns about wasting natural resources and the increasing enviromental issues in the world due to the usage of petro-based materials, have led to the advent of bio-degeradable material usage for food packaging.Starch is one the most important polysaccharides which has been widely used for bio-degeradable-film production. the starch-based films are flexible and strong, but the presence of free hydroxyl groups in starch structure, is the reasonf for these films to be hydrophil and due to reduced mechanical strenght and low elasticity is limiting the usage of starch in packaging industries.The purpose of this study is to find ways to improve the properties of films composed of starch. In general, modification techniques, including plastic softners, co-polymers, nano-composites and mixing with other bio-polymers it is possible to modify the functional properties of starch to obtain better films from it. some of these favorable properties are: reducing moisture absorption, water vapour permiability, heat stability, increasing the hydrophobicity, etc. recently, Non-thermal processes specially cold-plasma have been used for modifying the starch films with good results.
Keywords: Plasticizer, Co-polymer, Nanocomposites, Chemical modification, Non-thermal modification} -
در تحقیق حاضر، تاثیر افزودن نانولوله های کربنی بر رفتار کششی و خمشی کامپوزیت های زمینه اپوکسی تقویت شده با الیاف بازالت بررسی شد. در گام نخست و به منظور برهم کنش مطلوب تر نانولوله ها با زمینه اپوکسی، اصلاح سطحی آنها صورت گرفت. نانولوله های کربنی اصلاح سطحی شده در درصدهای وزنی مختلف نسبت به زمینه (1/0% ، 3/0% و 5/0%) انجام و در ادامه مخلوط های حاصله به عنوان زمینه در ساخت کامپوزیت های تقویت شده با الیاف بازالت استفاده شد. به منظور بررسی اثر افزودن نانولوله های کربنی بر رفتار مکانیکی کامپوزیت ها آزمونهای کشش و خمش سه نقطه ای روی آنها صورت پذیرفت. نتایج حاصله نشان می دهد که اولا بیشترین میزان اثربخشی نانولوله های کربنی اصلاح سطحیشده بر استحکام کششی و خمشی در کامپوزیتهای حاوی 3/0 درصد وزنی نانولوله کربنی حاصل شده است. ثانیا تاثیر مثبت نانولوله های کربنی در یک مقدار مشخص بر استحکام خمشی بیشتر از تاثیر همان میزان نانولوله کربنی بر بهبود استحکام کششی بود. ثالثا روند تغییرات انرژی شکست با افزایش مقدار نانولوله کربنی افزودهشده مشابه استحکام کششی و خمشی نمونه ها بود، بیشترین میزان جذب انرژی در ارتباط با نمونه حاوی 3/0 درصد وزنی نانولوله کربنی با بهبود 35% نسبت به نمونه شاهد حاصل شد.
کلید واژگان: نانوکامپوزیت, نانولوله کربنی, کامپوزیت های زمینه پلیمری, نانولوله های کربنی}In the present study, the effect of adding carbon nanotubes on the tensile and flexural behavior of basalt fiber reinforced epoxy composites was investigated. In the first step, in order to better interact the nanotubes with the epoxy surface, their surface modification was performed. Surface-modified carbon nanotubes were applied at different weight percentages relative to the matrix (0.1%, 0.3%, and 0.5%) and then the resulting mixtures were used as a matrix in the fabrication of basalt fiber-reinforced composites. In order to investigate the effect of adding carbon nanotubes on the mechanical behavior of composites, three-point tensile and flexural tests were performed on them. The results show that, firstly, the highest effectiveness of surface-modified carbon nanotubes on tensile and flexural strength is obtained in composites containing 0.3% by weight. Secondly, the positive effect of carbon nanotubes in a certain amount on flexural strength is greater than the effect of the same amount on the improvement of tensile strength. Energy was obtained in a sample containing 0.3% by weight.
Keywords: Nanocomposites, Carbon nanotube, Polymer Composite} -
In the present investigation, to fabricate Nano-composites made of wrought aluminum alloy 7075 and multi-walled carbon nanotubes, carbon nanotubes and the alloy powders were initially dispersed in ethanol using an ultrasonicshaker to form a primary mixture. The milled powder mixture was converted into the final specimens by Spark-Plasma Sintering. To achieve a uniform distribution of carbon nanotubes in the matrix alloy, ethanol or stearic acid can be used as a Processing Control Agent (PCA). For each of the seven specimens, a series of tests were performed to study the effects of the reinforcement phase on the base alloy. As shown, the reinforced specimens were harder compared to the pure Al7075 and the sample reinforced with 1wt% of multi-walled carbon nanotubes has both the highest hardness and flexural strength among all the specimens. Additionally, when the weight fraction reached 2%, there was a noticeable drop in the mechanical properties. This novel alloy produced by powder metalurgy can be very helpul for industrial application where the increase in strength and hardness is deireable.Keywords: high-energy ball mill, Multi-walled carbon nanotubes, Nanocomposites, spark-plasma sintering}
-
Journal of Modern Processes in Manufacturing and Production, Volume:9 Issue: 2, Spring 2020, PP 31 -42
The ball milling of powders is a non-equilibrium technique (similar to rapid solidification processes) that can be used for production and structural modification of materials. Carbon nanotubes (CNTs) are relatively new materials with excellent combination of properties. They are one of the advanced reinforcement materials for engineering composites. Besides the polymer and ceramic matrices, interests are growing recently on the metallic matrices such as aluminum alloys for potential structural applications. Mechanical alloying (MA) is one of the best processing methods for synthetizing Al/CNTs nanocomposites, which results in the uniform dispersion of the reinforcement, inhibits the formation of undesired phases, and produces a nanostructured microstructure. It is of great importance to understand the mechanical alloying of Al/CNTs powder mixture for preparing nanocomposites. As a result, the current short review deals with the basics of theMA process, preparation of nanocomposites by MA, and summarizing the current knowledge on Al/CNTs nanocomposites processed by MA.
Keywords: nanocomposites, Carbon nanotubes, mechanical alloying} -
Computational methods can play a significant role in characterization of the carbon-based nanocomposites by providing simulation results. In this paper, we prepared a brief review of the mechanical properties of carbon nanotubes (CNTs), Graphene, and coiled carbon nanotube (CCNTs) reinforced nanocomposites. Varies simulation studies in mechanical properties of nanocomposites including representative volume element (RVE) approaches using the finite element, multiscale simulation and molecular dynamics studied is mentioned. All the simulation results show a significant role of interphase properties, interphase thickness, elastic properties of nanostructure, various loading conditions and orientation of the nanostructure on mechanical behavior of nanostructure reinforced nanocomposite. Some researchers employed various approaches for comparing simulation results of the effective elastic properties of nanostructures reinforced nanocomposite. Although it is a huge challenge for scientists to make a connection between MD simulations and continuum mechanics, in some researches scientists tried to couple MD and continuum mechanics for more precise results in nanocomposites.Keywords: Carbon nanostructures, Nanocomposites, Representative Volume Element (RVE)}
-
با توجه به کاربرد گسترده پلی آمیدها در صنایع مختلف و لزوم دست یافتن به مقاومت بالا در مقابل خراش های سطحی و زبری سطح مطلوب، در این مقاله، به مطالعه زبری سطح و مقاومت خراش سطحی، نمونه های نانوکامپوزیت پلی آمید6 تقویت شده با نانوذرات کربنات کلسیم و PA-g-MAH به عنوان ماده سازگار کننده، پرداخته شده است. در این راستا، اجزای نمونه های نانو کامپوزیتی با قسمت های وزنی مختلف نانوذرات کربنات کلسیم با دستگاه اکسترودر دو پیچه مخلوط گردیده و با روش قالب گیری تزریقی اقدام به آماده سازی نمونه ها شده است. برای انجام آزمون خراش از دستگاه نانو سختی سنج کوپل شده به میکروسکوپ نیروی اتمی که دارای ابزار آزمون نانومکانیکی مجهز به یک نوع نوک فرورونده می باشد، استفاده شده است. به منظور مطالعه زبری و مقاومت خراش سطحی نمونه ها تاثیر سه متغیر، نیروی عمودی خراش، قسمت وزنی فاز تقویت کننده و ماده سازگار کننده بررسی شده است. نتایج نشان می دهند که افزایش نیروی عمودی در کلیه نمونه ها باعث کاهش مقاومت خراش و افزایش ارتفاع نسبی وعمق خراش می شود. همچنین افزودن ذرات نانو کربنات کلسیم ، سبب افزایش زبری سطح و مقاومت خراش می شود.کلید واژگان: نانو کامپوزیت, نانو ذرات کربنات کلسیم, زبری سطح, مقاومت خراش, پلی آمید 6}Due to the widespread use of polyamides in various industries and the need to achieve high resistance to surface scratches and optimum surface roughness, in this paper, surface roughness and surface scratch resistance of polyamide 6 reinforced with nanoparticles of calcium carbonate and maleated polyamide (PA-g-MAH) as compatibilizer based nanocomposites specimens have been investigated. For this purpose, components of nanocomposit specimens, with the different weight of nanoparticles of calcium carbonate, by twin coil extruder mixtured and specimens by the method of injection molding were prepared. To perform the hardness scratch test, the nano-coupled hardness device was used in the atomic force microscope, which has a nanoscale test instrument equipped. In order to study the roughness and surface scratch resistance of the specimens, the effect of three variables, vertical force of the scratch, the weight of the reinforcing phase and the compatibilizer have been investigated. The results show that increasing vertical force in all specimens reduces scratch resistance and increases relative height and scratch strength. Addition of calcium nano carbonate particles also increases surface roughness and scratch resistance.Keywords: Nanocomposites, Calcium carbonate nanoparticles, Surface roughness, Scratch resistance, Polyamide 6}
-
با توجه به کارکرد متفاوت مکانیزم تیر و جرم متمرکز و اهمیت مواد نانوکامپوزیتی، در این مقاله به بررسی ارتعاشات غیر خطی تیرهای کامپوزیتی یکسرگیردار با جرم متمرکز در انتها، تحت تحریک نیروی هارمونیک پرداخته شده است. معادلات حرکت حاکم با استفاده از روش فرمول بندی دقیق هندسی استخراج گردیده است. به منظور مدل سازی خواص مکانیکی کامپوزیتی تقویت شده با نانولوله های کربنی از مدل موری-تاناکا استفاده گردیده است. پاسخ فرکانسی با استفاده از روش مقیاسهای چندگانه استخراج گردیده است. در نهایت به بررسی تاثیر میزان جرم متمرکز، درصد نانولوله کربنی و نیروی هارمونیک بر پاسخ فرکانسی پرداخته شده است.کلید واژگان: ارتعاشات غیر خطی اجباری, نانوکامپوزیت, نانولوله های کربنی, جرم متمرکز}Nonlinear forced vibration of clamped-free beam reinforced by carbon nanotubes with an attached massDue to the different application of the beam-attached mass structures, and also increment of the importance of nanocomposite materials, in this paper, the study on nonlinear vibrations of composite cantilever beam with tip mass under the harmonic excitation is presented. The equations of motion are derived using a geometrically exact formulation based on the Cosserat theory for rods. The Muri-Tanaka model is implemented to formulate the mechanical properties of carbon nanotube reinforced beam. The Galerkin approach is implemented to derive the linear natural frequencies and corresponding mode shapes of the mentioned beam with tip mass. The extracted mode shapes are employed to discretize the equation of motion. The discretized equations of motion, which includes geometrical and inertial non-linearitites, are solved using the method of multiple scales and the frequency response is extracted. The effect of attached mass, carbon nanotube volume fraction and the excitation force amplitude on the frequency response of the system is investigated.Keywords: Nonlinear Forced Vibration, Nanocomposites, Carbon nanotubes, Attached mass}
-
در تحقیق حاضر، رفتار سایشی نانوکامپوزیت های زمینه اپوکسی حاوی نانوصفحات گرافن مورد بررسی قرار گرفت. در گام نخست، سطح نانوصفحات گرافن با ترکیب سیلانی 3-آمینو پروپیل تری متوکسی سیلان (3-APTMS) اصلاح شد و در ادامه، تاثیر افزودن مقادیر مختلف (0، 05/0، 1/0، 3/0 و 5/0 درصد وزنی) نانوگرافن اصلاح سطحی شده و همچنین نقش عملیات اصلاح سطحی گرافن بر رفتار تریبولوژیکی نمونه های نانوکامپوزیتی مورد مطالعه قرار گرفت. نتایج این تحقیق نشان داد که بهترین خواص سایشی در نمونه حاوی 3/0 درصد وزنی نانوگرافن اصلاح سطحی شده با کاهشی به ترتیب حدود 40 درصد و 68 درصد در ضریب اصطکاک و نرخ سایش در مقایسه با نمونه اپوکسی حاصل شد. همچنین نتایج این تحقیق نشان دهنده این مورد بود که عملیات سطحی نانوصفحات گرافن با ترکیب سیلان می تواند نقش بسیار موثری را در بهبود رفتار سایشی نانوکامپوزیت نهایی ایفا کند و در نمونه حاوی 3/0 درصد وزنی گرافن، عملیات اصلاح سطحی باعث کاهشی 48 درصدی نرخ سایش و 28 درصدی ضریب اصطکاک در مقایسه با نمونه اصلاح سطحی نشده شد. مکانیزم های مربوطه در ارتباط با نقش نانوصفحات گرافن در بهبود رفتار سایشی زمینه های اپوکسی پیشنهاد شد.کلید واژگان: نانوکامپوزیت, نانوصفحات گرافن, اصلاح سطحی, رفتار سایشی}In the present study, the tribological response of graphene (Gr)-epoxy nanocomposites was investigated. At the first step, the surface of Gr nanoplatelets was modified with 3-aminopropyltrimethoxy silane (3-APTMS), then the influence of silane modified Gr (SGr) loading (0, 0.05, 0.1, 0.3 and 0.5 wt.%) and surface functionalization on the tribological response of specimens was assessed. Approximately 40% and 68% decreases in coefficient of friction and wear rate of epoxy matrix, respectively, were observed at 0.3 wt.% SGr loading. Also, the results revealed remarkable decreases of 28% and 48% in the coefficient of friction and wear rate of 0.3 wt.% SGr loaded specimen compared to that specimen containing 0.3 wt.% unmodified Gr. The possible mechanisms behind the reinforcing effects of Gr in the epoxy matrix were proposed.Keywords: Nanocomposites, Graphene nanoplatelets, Surface modification, Wear behavior}
-
در این مقاله سعی شده پتانسیل پلیمر و کامپوزیت های زمینه سرامیک در کاربردهای هوایی و فضایی مورد بررسی قرار گیرد. خواص ویژه، منحصر به فرد و چند منظوره ناشی از پراکندگی نانو ذرات در کامپوزیت های زمینه سرامیک و فلزات به صورت خلاصه مورد بحث و سپس طبقه بندی قرار گرفته است. این بررسی در زمینه برنامه های کاربردی از جمله سازه، پوشش، نظارت بر سلامت ساختاری و حفاظت است.خواص مواد نانوکامپوزیت به همراه معایب آنها مانند هزینه ها و مشکلات پردازش نیز مورد بحث قرار گرفته است. این مقاله پس از بحث در مورد دیدگاه های آینده و چالش های احتمالی در پیاده سازی و توسعه مواد پلیمری و نانوکامپوزیت سرامیکی، نتیجه گیری می کند.کلید واژگان: نانوکامپوزیت, ماتریس پلیمر, ماتریس سرامیکی}This paper reviews the potential of polymer and ceramic matrix composites for aerospace/space vehicle applications.Special, unique, and multifunctional properties arising due to the dispersion of nanoparticles in ceramic and metal matrix are briefly discussed and classified based on aerospace applications.In this regard , polymer matrix composites comprising majority of aerospace applications in structures, coating, structural health monitoring, and electromagnetic shielding is presented. Furthermore, properties of resulting nanocomposite material with its disadvantages such ascost and processing difficulties are discussed. The obtained results are also presented after the investigating the possible future perspectives and challenges in implementation and further development of polymer and ceramic nanocomposite materials.Keywords: : Nanocomposites, Polymer matrix, Ceramic matrix}
-
The multi-scale finite element method is used to study the vibrational characteristics of polymer matrix reinforced by single-walled silicon carbide nanotubes. For this purpose, the nanoscale finite element method is employed to simulate the nanotubes at the nanoscale. While, the polymer is considered as a continuum at the larger scale. The polymer nanotube interphase is simulated by spring elements. The natural frequencies of nanocomposites with different nanotube volume percentages are computed. Besides, the influences of nanotube geometrical parameters on the vibrational characteristics of the nanocomposites are evaluated. It is shown that reinforcing polymer matrix by single-walled silicon carbide nanotubes leads to increasing the natural frequency compared to neat resin. Increasing the length of the nanotubes at the same diameter results in increasing the difference between the frequencies of nanocomposite and pure polymer. Besides, it is observed that clamped-free nanocomposites experience a larger increase in the presence of the nanotubes than clamped-clamped nanotube reinforced polymers.Keywords: Finite element method, Vibrational behavior, Single-walled silicon carbide nanotube, Polymer matrix, Nanocomposites}
-
This paper investigated the effect of the amine-functionalized carbon nanotubes (CNTs) on the thermomechanical properties of CNT/epoxy nanocomposites. Mechanical stirring and ultra-sonication were utilized to uniformly disperse CNTs into the epoxy matrix. Non-functionalized and amine-functionalized CNTs with different weight percentages (wt. %) were mixed into the epoxy resin. Using standard tensile and dilatometry test specimens, this paper determined Youngs modulus, ultimate strength, strain at break, coefficients of thermal expansion, glass transition temperature (Tg), and thermal strain at Tg of the specimens. Neat epoxy, non-functionalized CNT/epoxy (0.25 and 0.5 wt. % CNTs), and functionalized CNT/epoxy (0.25 and 0.5 wt. % functionalized CNTs) nanocomposites were studied. The results indicated that adding 0.25 wt. % functionalized CNTs into the epoxy resin had the greatest effect on Youngs modulus and the nanocomposites coefficient of thermal expansion. Moreover, adding CNTs into the epoxy resin decreased the ultimate strength, strain at break, and coefficient of thermal expansion of the specimens.Keywords: Functionalization, Carbon Nanotubes, Nanocomposites, Thermomechanical Properties}
-
Poly(ethylene-g-maleic anhydride) (PEMA)/graphene nanoplatelets (xGn) (PEMA-xGn) composites were prepared by melt dispersion in an internal shear mixer. By adding dicumyl peroxide (DCP), cured poly(ethylene-g-maleic anhydride) C-PEMA was also produced. Different amounts of xGn were introduced into the PEMA in range of 0.55 wt. %. The effects of the sequence of feeding additives into the mixer on gel content, morphology, and mechanical properties allowed thermal, dynamic mechanical, and rheological behaviors to be studied. Results demonstrated that the incorporation of graphene into the polymer matrix decreased gel content and the rate of crosslinking. Scanning electron microscopy micrographs of the PEMA and C-PEMA nanocomposites showed that below 1 wt. % graphene, its dispersion in the matrix was desirable with no agglomerates.. Crystallization temperature increased due to heterogeneous nucleation by xGn. By curing the nanocomposites with DCP, crystallization temperatures decrease due to crosslinking and decreased crystallinity. The results of crosslinked nanocomposites revealed that, with the exception of C-PEMA containing 0.5 wt. % of xGn, mechanical properties decreased as xGn concentrations increased. Dynamic mechanical analysis showed that the increase of xGn in the PEMA matrix of up to 1 wt. % led to increased storage and loss modulus values. It was also revealed that α-transitions of the PEMA and α- and γ-transitions of C-PEMA were affected by polymer chain branching and graphene nanoplatelets. This could be attributed to interactions and potential bond formations between xGn and the maleic anhydride of PEMA. Rheological properties of the PEMA nanocomposites showed a quick change in the xGn fraction at about 1 wt. %.Keywords: Poly(ethylene, g, maleic anhydride), Graphene, Curing, DCP Curing, Nanocomposites}
-
Optimizing the Mechanical Properties of the POM/Graphene Nanocomposites Prepared by the Spray MethodInternational Journal of Advanced Design and Manufacturing Technology, Volume:10 Issue: 3, Sep 2017, P 43In this study, a spray approach is applied to produce POM/graphene nanocomposite using a hot press mold and an automatic spray. The layer-by-layer spray method is used to fabricate these composites with different Wt. % of graphene particles, spray pressure, nozzle-to-mold distance at different temperatures. Taguchi approach as a popular method for Designing of Experiments (DOE) was used for statistical control of the parameters influenced by the synthesis process. The main idea in the present study was to determine the optimal characteristics by investigation of interaction effects in the manufacturing of POM/graphene nanocomposite. Thus, the optimal values obtained were 180oC for the mold temperature, 0.55m for the nozzle-to-mold distance and 3*105 Pa for the spray pressure. Finally, the experimental procedure done, showed that in samples fabricated by 1.8 Wt% of graphene, the fracture strain decreased about 30% and the UTS and elastic modulus improved 40 and 60%, respectively.Keywords: Graphene, Nanocomposites, POM, Spray method, Taguchi}
-
استفاده از ذرات نانو در ساختارهای کامپوزیت پلیمری تقویت شده با الیاف، روشی است برای طراحی و ساخت کامپوزیت های چندمقیاسی با خواص مکانیکی و سازه ای ارتقا یافته. در این پژوهش، لایه نشانی الکتروفورتیک جهت ایجاد سطحی یکنواخت از نانولوله های کربن در سطح مشترک الیاف شیشه و پلیمر استفاده شده است. نخست عوامل موثر در این فرآیند نظیر غلظت محلول، مدت فرآیند و شدت میدان، بر کیفیت و کمیت لایه ایجاد شده، بصورت تجربی مطالعه شده است. پس از شناسایی حالت بهینه، نمونه های بافت شیشه تقویت شده برای ساخت نانوکامپوزیت شیشه-اپوکسی استفاده شده و جهت تعیین خواص برشی بین لایه ای آنها، مورد آزمایش استحکام تیر کوتاه و فرورفتگی شبه استاتیکی قرار گرفتند. نتایج به دست آمده نشان دهنده تاثیر چشمگیر استفاده هدفمند از نانولوله های کربن در تقویت فیزیکی و شیمیایی سطح مشترک کامپوزیتها جهت بهبود عملکرد مکانیکی آنهاست. استحکام برشی در نمونه های تقویت شده 42% نسبت به نمونه مرجع ارتقا یافت و در فرورفتگی شبه استاتیکی، نانوکامپوزیتها بیش از 10% مستحکم تر شدند. در ایجاد لایه نانولوله های کربن بر سطح الیاف شیشه، لزوما استفاده از شدت میدان قوی تر و غلظت بالاتر محلول موجب بهبود کیفیت لایه نشانی نخواهدشد. شدت میدان در غلظت های بالای نانوذرات به دلیل خروج از شرایط تعادل محدود شده و بهترین نتایج در فرآیندهای نه چندان طولانی، با چگالی شدت جریان بین 0.5 تا 1 میلی آمپر بر سانتی متر مربع به دست آمد. تاثیر افزایش شدت میدان الکتریکی بر جرم نشست در حدود 8.5 برابر مشاهده شد درحالی که این فاکتور برای افزایش غلظت 5.5 برابر بود.کلید واژگان: استحکام برش بین لایه ای, لایه نشانی, نانولوله کربن, ضربه شبه استاتیکی, الکتروفورز}Nanoparticles are being used nowadays to improve the mechanical and structural specification of Fiber Reinforced polymers (FRPs) due to production of hybrid & Multi scale composites. Electrophoretic deposition has been utilized to deposit a smooth layer of carbon nanoparticles on the surface of woven glass fibers, and later in the fiber/matrix interface of composite structure. Initially, the experimental parameters in deposition of CNTs investigated. Suspension concentration, field strength and process duration effects has been studied on the quality and quantity of deposition mass. Then the best situation has been used to fabricate CNT reinforced glass fiber-epoxy composite to evaluate its short beam strength and also quasi static indentation performance subject to lateral shear loads. Results demonstrates the salient effect of grafted CNTs in the nanocomposites interface on their mechanical behavior. The interlaminar shear strength of prepared nanocomposites has been increased by 42% regarding control samples and 10% improvement achieved in their quasi static performance. It has been shown that there is a range of optimum values for field and concentration due to stability of process and also deposition mass. The stability of process will restrain the field and concentration in the process. In best practices the current density values encountered between 0.5 and 1 mA/Cm2. The effect of field strength was around 8.5 times, but the effect of concentration was around 5.5 times. The current density diagram was steady in stable processes and the first three minutes of each process known as the effective deposition time.Keywords: Interlaminar shear strength, Electrophoretic deposition, Carbon nanotubes, Quasi static indentation, Nanocomposites}
-
Journal of Modern Processes in Manufacturing and Production, Volume:5 Issue: 3, Summer 2016, PP 5 -11During the past decade, polymer nanocomposites have emerged relatively as a new and rapidly developing class of composite materials and attracted considerable investment in research and development worldwide.Direct machining of polymers can be an option for personalized products and for manufacturing product samples. To obtain high quality products and reduce machining costs, it is very important to understand the machining conditions so as to achieve enhanced machining performance. The influence of machining parameters (feed rate) and tool type (cemented carbide, HSS and coated HSS) on thrust force in drilling of epoxy, epoxy/clay and epoxy/TiO2nanocomposites are investigated. Variation of input parameters, feed rate and tool type affects the thrust force. The cemented carbide tool creates less thrust force than HSS and coated HSS tools. The thrust force in drilling process of epoxy/TiO2nanocomposite was more significant than epoxy resin and epoxy/nano clay. The minimum thrust force (13 N) was obtained in feed rate of 0.02 mm/tooth in neat epoxy with carbide tool.Keywords: Drilling, Machining Parameters, Tool Type, Nanocomposites}
-
در این تحقیق با استفاده از روش طراحی آزمایش، تاثیر مجموع درصد وزنی نانو ذرات گرافن و نانورس و نسبت وزنی آنها و درصد وزنی سازگار کننده PP-gMA بر خواص کششی نانوکامپوزیت های پلی پروپیلن/گرافن/نانورس/PP-g-MA مورد بررسی قرار گرفت. طراحی آزمایش و تحلیل داده های آزمایشگاهی با استفاده از نرم افزار Minitab 16 و روش طراحی رویه پاسخ انجام شد. ساخت نانوکامپوزت ها، بر اساس روش اختلاط مذاب انجام گرفت. تمامی ترکیب ها و حالتهای خاص مواد در یک اکسترودر دوپیچه همسوگرد مخلوط شدند و سپس به کمک دستگاه قالب ریزی تزریقی به صورت نمونه های آزموی کشش استاندارد درآمدند. خواص کششی تمام نمونه ها از جمله استحکام کششی، مدول یانگ و ازدیاد طول در نقطه شکست به صورت تجربی مورد مطالعه قرار گرفت. مدل های آماری ارائه شده توسط روش رویه پاسخ تطابق خوبی با یافته های آزمایشگاهی داشتند. تحلیل های آماری نشان دادند که با افزایش درصد نانوذرات، استحاکم کششی و ازدیاد طول در نقطه شکست نانوکامپوزیت های کاهش می یابد. همچنین افزایش درصد نانوذرات بدون حضور سازگار کننده باعث افزایش در سفتی نانوکامپوزیت ها می شود، اما با افزایش میزان سازگار کننده، مدول کاهش می یابد. ریخت شناسی ترکیب ها توسط میکروسکوپ الکترونی رویشی (SEM) انجام شد. ریزنگارها نشان دادند که پراکندگی ذرات در درصدهای پایین تر بهتر است.کلید واژگان: خواص کشش, نانوکایپوریتها, پلی پروپیلن, گرافن, نانو رس, روش رویه پاسخ}In this study, using design of experiments, the effect of the total weight percentage of graphene nanosheets and nano clay and their weight ratio and weight percentage of compatibilizer (PPg-MA) on the tensile properties of polypropylene/ graphene/ nano clay/ PP-g-MA nanocomposites were investigated. Design of experiments and analysis of experimental data with Minitab 16 software and response surface methodology were carried out. Making nanocomposites, based on the melt mixing was performed. All combinations and pure states materials were mixed together in a co-rotating twin-screw extruder and then injection molded into standard tensile test samples. The tensile properties of all samples including tensile strength, Young's modulus and elongation at break was studied experimentally. Statistical models provided by response surface methodology had good agreement with experimental findings. Statistical analysis showed that with increasing the percentage of nanoparticles, tensile strength and elongation at break of nanocomposites reduced. Also increasing the percentage of nanoparticles increase the stiffness of nanocomposites without compatibilizer, however, with the increasing amount of compatibilizer, reduced modulus. Compounds morphology by Scanning Electron Microscopy (SEM) was performed. Micrographes showed better dispersion of the particles in lower percentages.Keywords: Tensile properties, Nanocomposites, polypropylene, Graphen, Nano clay, Response surface methodology}
-
In the present study, the effect of various weight fractions of graphene nanoplatelet (GPL) on flexural fatigue behavior of epoxy polymer has been investigated at room temperature and generally the temperature was monitored on the surface of specimen during each test. The flexural stiffness of grapheme nano-platelet/epoxy nanocomposites at 0.1, 0.25 and 0.5 wt. % as a main effective parameter on flexural bending fatigue was considered. The samples were implemented to different displacement fatigue amplitudes and it led to the known bending strength ratio. Finally, the flexural fatigue responses of graphene nano-platelet/epoxy nanocomposites at mentioned graphene contents were taken into account. The experimental results show that the addition of 0.25 wt. % of graphene nano-platelet on fatigue life was more effective in comparison with 0.1 and 0.5 wt. % epoxy graphene nanocomposites. According to the addition of graphene nano-platelets, a remarkable increase in fatigue life of epoxy was observed. For instance, at the bending strength ratio equal to 43% by adding 0.1, 0.25 and 0.5 wt. % of graphene into epoxy resin, 22.4, 27.4 and 17 times improvement in flexural bending fatigue life of the neat epoxy were observed, respectively.Keywords: Mechanical properties, Boundary layer, Flexural bending fatigue, Displacement control, Graphene nano, platelets, Nanocomposites}
-
در این مقاله، یک گریپر مینیاتوری دو انگشتی انعطاف پذیربر پایه نانوکامپوزیت مغناطیسی رئولوژیکال متخلخل با قابلیت تنظیم پیش بازشوندگی نوک فک طراحی و ساخته شده و چگونگی عملکرد آن مورد بررسی قرار می گیرد. ابتدا نانوکامپوزیت مغناطیسی رئولوژیکال متخلخل با حساسیت بالا در مقابل تحریک مغناطیسی ساخته شد و سپس این ماده در طراحی و ساخت گریپر به کار گرفته شد. گریپر ساخته شده با اعمال جریان الکتریکی، اشیاء و اجسام کوچک و ظریف را برداشته و در هنگام رسیدن به موقعیت هدف، با کاهش جریان الکتریکی، آن را رها می کند. برای بررسی مغناطیسی، گریپر توسط نرم افزار Vizimag شبیه سازی گردید. در آزمایش ها اشیاء و اجسامی از جنس سرب، فوم، مقوا و قطعات ویفر سیلیکون استفاده شده است. نتایج آزمایش ها نشان می دهد که گریپر قادر است برای اجسامی که سطح نا منظم و نا صاف دارند، به طور موثری عمل برداشتن، نگه داشتن و رها کردن را انجام دهد. برای اجسام با ابعاد متفاوت، می توان با تنظیم فضای بین نوک فک ها عمل برداشت و رهاسازی را به طور مطلوب انجام داد. ننایج بررسی ها روی نمونه های اولیه ساخته شده نشان می دهند که مزیت این گریپرها، ساخت راحت تر، هزینه ی کمتر، وزن کمتر، حجم کوچکتر، مونتاژ ساده تر بوده و نیاز به استفاده از قید و بند های مرسوم مکانیکی ندارد. استفاده از این گریپر در سیستم های میکرو الکترومکانیکی به ویژه برای جابجای کردن قطعات حساس به خراش، اثر انگشت و فشار پیشنهاد می شود.
کلید واژگان: گریپر, مینیاتوری, انعطاف پذیر_ نانوکامپوزیت, مغناطیسی رئولوژیکال}This paper deals with the design and fabrication of an adjustable, two fingers flexible miniature gripper based on porous magnetorheological nanocomposites having the adjustability of pre-openings of the jaw’s tips and its operational study in according to the performance. The fabricated gripper holds the small size and lightweight objects, maintain them and release them as required upon reducing the electrical current. The magnetic analysis has done and magnetic simulation has conducted using Vizimag software. The lead, condensed papers, foams and silicon wafer sheets were used as under experiments materials and it has been noticed that it is working properly to grip the things which has rough surfaces at all. For a greater objects, it can be adjusted through its tips as well. In this scheme, the magnetic actuation has been used because the magnetorheological nanocomposites is the most sensitive materials against the magnetic field. This type of grippers includes the simple montage, lower fabrication prices and owns lower volume as well as weight, and there will be no need to apply the classic mechanical linkage inside. This type of grippers are recommended for applications in the fields of the micro electromechanical systems, especially in the holding and transporting of sensitive work pieces against scratches, fingerprints and pressure.Keywords: Gripper, Miniature, Flexible, Nanocomposites, Magnetorheological}
نکته
- نتایج بر اساس تاریخ انتشار مرتب شده‌اند.
- کلیدواژه مورد نظر شما تنها در فیلد کلیدواژگان مقالات جستجو شده‌است. به منظور حذف نتایج غیر مرتبط، جستجو تنها در مقالات مجلاتی انجام شده که با مجله ماخذ هم موضوع هستند.
- در صورتی که می‌خواهید جستجو را در همه موضوعات و با شرایط دیگر تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مجلات مراجعه کنید.
©2000-2024 magiran.com All Rights Reserved.