بررسي امكان توليد چندسازه كربن– اپوكسي بر پايه چوب و بررسي ويژگي هاي سايشي آن به كمك روش نوين طراحي آزمايش تاگوچي

Fabrication of Wood-based Carbon/Epoxy Composite and Investigation its Wear Resistance Using Taguchi Method

از آنجا كه از چوب مي توان به عنوان جز اصلي بسياري از مواد پيشرفته و نوين استفاده نمود، استفاده امروزي از آن به عنوان ماتريس در چندسازه (كامپوزيت) هاي كربني مشتق شده از چوب بسيار متداول و مرسوم است. مقرون به صرفه بودن از لحاظ اقتصادي، بي نيازي به فرآيند هاي ثانويه شكل دهي و دردسترس بودن از مزاياي قابل توجه اين دسته از مواد چندسازه اي مي باشد. ازآنجايي كه براي تهيه زمينه چندسازه، بايدچوبي گزينش نمودكه علاوه بردارابودن تخلخل هاي با قطر به نسبت بزرگ وباتوزيع يكنواخت، استحكام قابل قبولي نيزداشته باشند،چوب درخت بلوط به عنوان ماده اوليه تحقيق گزينش شده است. چوب خشك شده در دماهاي مختلف در معرض گرما قرار داده شده تا بدنه كربني متخلل تشكيل شده و در مرحله بعدي با استفاده از فرايند خورانيدن، پليمر اپوكسي به درون تخلل هاي كربن تزريق شود تا در پايان شاهد محصول نهايي چندسازه اي باشيم. از ميكروسكوپ الكترونيكي روبشي (SEM) براي بررسي ريز ساختار چندسازه توليد شده استفاده شد. از روش طراحي آزمايش تاگوچي براي سنجش ويژگي هاي سايش و بررسي نتايج آن بهره برده شده است.اين تحقيق نشان داده است كه اپوكسي به عنوان تقويت كننده در بهبود ويژگي هاي سايشي چندسازه اي موثّر است. بر پايه اين روش، براي داشتن بهترين نتايج يا همان كمترين نرخ سايشي، چيدمانC1, B2, A1 در آزمايش سايش منجر به حصول اين مهم مي شود.

Since wood is the main component of the applied raw materials, it can be used as matrix in carbon composite, also it can be taken into consideration as a cost effective advanced application and has this potential to suppress many expensive fabrication and finishing procedures. Wood samples from Oak tree (Quercus suber) were heated at different temperatures to produce porous carbon templates. Subsequently, the Carbonized wood was infiltrated with an epoxy in order to fabricate the final carbon/epoxy composite. Scanning electron microscopy was used to elucidate parameters affecting on microstructure and wear properties of products. In this context, design of experiments method (DOE) of Taguchi was implemented to analyze the wear performance of a new class of cellulose based composites. This work indicates that epoxy shows good reinforcement characteristics as it improves the sliding wear resistance of the carbon matrix and that factors like carbonization temperature, sliding distance and normal load are the important factors affecting the wear behaviors.