بررسي تأثير هم‌افزايي اكسيدگرافن كاهش‌يافته و نانولوله كربني چندجداره بر خواص خمشي و استحكام برشي بين‌لايه‌اي كامپوزيت‌هاي الياف كربن/اپوكسي

Investigation of Synergistic Influence of Reduced Graphene Oxide and Multi-Walled Carbon Nanotubes on Flexural Properties and Interlaminar Shear Strength of Carbon Fiber/Epoxy Composites

در اين مقاله تأثير هم‌افزايي اكسيدگرافن كاهش‌يافته و نانولوله كربني چندجداره بر خواص خمشي و استحكام برشي بين‌لايه‌اي كامپوزيت ساخته‌شده از الياف كربن تك‌جهته و اپوكسي مورد بررسي تجربي قرار گرفته است. براي بررسي چهار نمونه شامل: كامپوزيت الياف كربن/اپوكسي، كامپوزيت الياف كربن/اپوكسي/نانولوله كربني چندجداره، كامپوزيت الياف كربن/اپوكسي/اكسيدگرافن كاهش‌يافته و كامپوزيت الياف كربن/اپوكسي/نانولوله كربني چندجداره/اكسيدگرافن كاهش‌يافته به روش لايه‌گذاري دستي ساخته شده است. براي بررسي خواص خمشي و استحكام برشي بين لايه‌اي از آزمون خمش سه نقطه استفاده شده است. نتايج آزمون نشان داد كه نمونه كامپوزيت الياف كربن/اپوكسي/نانولوله كربني چندجداره/اكسيدگرافن كاهش‌يافته خواص بهتري دارد و اين به‌دليل تأثير هم‌افزايي دو نانوذره است. خواص خمشي شامل تنش خمشي، كرنش خمشي و مدول خمشي به‌ترتيب 12/53، 76/31 و 6/8 درصد و استحكام برشي بين لايه‌اي 41/60 درصد نسبت به نمونه بدون نانوذره افزايش پيدا كردند. همچنين براي مشاهده توزيع نانوذرات و نوع شكست، آناليز سطح شكست نمونه‌ها انجام شده است.

In this paper, the synergistic influence of reduced graphene oxide and multi-walled carbon nanotubes on flexural properties and interlaminar shear strength of unidirectional carbon fiber and epoxy composites was investigated experimentally. To undertake the study, four specimens of carbon fiber/epoxy composite, carbon fiber/epoxy/multi-walled carbon nanotube composite, carbon fiber/epoxy/reduced graphene oxide composite, and carbon fiber/epoxy/multi-walled carbon nanotube/reduced graphene oxide composite were made manually. Three-point bending test was used to evaluate the flexural properties and interlaminar shear strength. The test results showed that carbon fiber/epoxy/multi-walled carbon nanotube/reduced graphene oxide composite had better properties than the other composites and this was due to the synergistic effect of the two nanoparticles. Flexural properties including flexural stress, flexural strain and flexural modulus increased by 53.12%, 31.76% and 8.6%, respectively, and interlaminar shear strength increased by 60.41% compared to the specimen without nanoparticles. In addition, to observe the distribution of nanoparticles and the type of fracture performed, fracture surface analyses of all specimens were carried out.