التحليل المجهري لسطح الكسر لفشل الشد لمركبات زركونيا إيبوكسي النانوية
محتوى المقالة الرئيسي
الملخص
هذا العمل يصف ملامح سطح الكسر لمادة للايبوكسي النقي وللمتراكب النانوي للايبوكسي زروكونيوم. تم اخضاع جميع العينات لاختبار الشد لتحديد قوة الشد ومعامل الشد. تم استخدام صور المجهر الماسح الالكتروني SEM لدراسة تركيب سطح الكسر لكل العينات. تمت دراسة تركيب سطح الكسر لمادة للايبوكسي النقي وللمتراكب النانوي للايبوكسي زروكونيوم باستخدام برنامج تحليل الصور (j-images) لتحديد تأثير الجسيمات ZrO2 النانوية على أداء الشد وآلية الفشل للمتراكب النانوي للايبوكسي الزركونيوم. نتائج اختبار الشد تبين أن إضافة الجسيمات النانوية ZrO2 (بنسب 2 و 4 و 6 و 8 و 10 % نسب حجمية ) إلى مصفوفة الايبوكسي يؤدي إلى زيادات في قوة الشد بنسبة 40% ومعامل الشد يتضاعف 200% للنسبة 4% من اضافة الجسيمات الناوية للمتراكب النانوي للايبوكسي زروكونيوم. صور SEM تبين أن أنماط السطوح المكسورة للمتراكب النانوي للايبوكسي زروكونيوم مختلفة عن نمط الايبوكسي النقي. حيث ان خشونة سطح الكسر للمتراكب النانوي للايبوكسي زروكونيوم تزداد مع زيادة في النسب المئوية للجسيمات النانوية ZrO2.
Received 16/8/2020
Accepted 22/12/2020
Published Online First 20/9/2021
تفاصيل المقالة
هذا العمل مرخص بموجب Creative Commons Attribution 4.0 International License.
كيفية الاقتباس
المراجع
Domun N, Hadavinia H, Zhang T, Sainsbury T, Liaghata G H, Vahida S. Improving the Fracture Toughness and the Strength of Epoxy using Nanomaterials – a review of the current status. Nanoscale. 2015;7: 10294–329.
Bajpai A, Carlotti S. The Effect of Hybridized Carbon Nanotubes, Silica Nanoparticles, and Core-Shell Rubber on Tensile. Fracture Mechanics and Electrical Properties of Epoxy Nanocomposites. Nanomater. 2019; 9(7): 1057.
Wang Z , Liu F , Liang W , Zhou L . Study on Tensile Properties of Nanoreinforced Epoxy Polymer: Macroscopic Experiments and Nanoscale FEM Simulation Prediction. Adv Mater Sci Eng. 2013; Article ID 392450: 8
Fernández-Garcia M, Rodriguez J A. Encyclopedia of Inorganic and Bioinorganic Chemistry. Metal Oxide Nanoparticles. 2011.
Agrawal R M, Charpe S D, Raghuwanshi F C, Lamdhade G T. Synthesis and Characterization of Magnesium oxide Nanoparticles with 1:1 molar ratio via Liquid-Phase Method. Int J Appl Innov Eng Manage. 2015; 4(2): 141-45.
Bashar M, Mertiny P, Sundararaj U. Effect of Nanocomposite Structures on Fracture Behavior of Epoxy-Clay Nanocomposites Prepared by Different Dispersion Methods. J Nanomater. 2014; 312813: 1-12.
Marouf B T, Mai Yiu-Wing, Bagheri R, Pearson R A. Toughening of Epoxy Nanocomposites: Nano and Hybrid Effects. Polym Rev . 2016; 56(1): 70–112.
Mustafaa A A, Matinlinnab J P, Choib A H, Razakc AAA. Fracture Strength and Fractographic Analysis of Zirconia Copings Treated with Four Experimental Silane Primers. J Adhes Sci Technol. 2013; 27(1): 68–80.
Abbas Z A, Aleabi S H. Studying some of Mechanical Properties (tensile, impact, hardness) and Thermal Conductivity of Polymer Blend Reinforce by Magnesium Oxide. AIP Conf Proc. 2019; 2123, 020036.
Domun N, Paton K R, Hadavinia H, Sainsbury T, Zhang T, Hibaaq Mohamud. Enhancement of Fracture Toughness of Epoxy Nanocomposites by Combining Nanotubes and Nanosheets as Fillers. Mater 2017; 10: 1179.
Abd M M, Salih S A, Baseem S M, Jasim A N, Omer M A. Tensile properties of Nickel Epoxy Nanocomposites Prepared by Combination Ultrasonication and Shear Mixing Methods. Mater Today: Proc. 2020;20(4): 448-51
Baller J, Becker N, Ziehmer M, Thomassey M, Zielinski B, Müller U, et al. Interactions Between Silica Nanoparticles and an Epoxy Resin Before and During Network Formation. Polymer. 2009; 50: 3211–19.
Kumara M S, Raghavendraa K, Venkataswamya M A, Ramachandrab H V. Fractographic Analysis of Tensile Failures of Aerospace Grade Composites. Mater. Res. 2012; 15(6): 990-97.
Karthikeyan G, Jinu G R. Tensile Behaviour and Fractography Analysis of LM6/ZrO2 Composites. Materiali in tehnologije/Materials and technology.2017; 51 (3): 549–53.
Abd M M, Jaffer H I, Al-Ajaj E A. Comparison Study of Some Mechanical Properties of Micro and Nano Silica EP Composites. Iraqi J Phys. 2012; 10(18): 62-8.
Zhang L, Liu T, Wang B, Jia P. Fabrication and Performance of Nanocomposites Containing Zirconia Particles. IOP Conf Series: Mater Sci Eng. 2018 ;( 012053):381-386.
Dorigato A, Pegoretti A, Bondioli F, Messori M. Improving Epoxy Adhesives with Zirconia Nanoparticles. Compos. Interfaces. 2010; 17: 873–92.
Mirabedini S M, Behzadnasab M, Kabiri K. Effect of Various Combinations of Zirconia and Organoclay Nanoparticles on Mechanical and Thermal Properties of an Epoxy Nanocomposite Coating. Compos Part A Appl Sci Manuf. 2012; 43: 2095–106.
Medina R, Haupert F, Schlarb A K. Improvement of Tensile Properties and Toughness of an Epoxy Resin by Nanozirconium-Dioxide Reinforcement. J Mater Sci. 2008; 43: 3245–52.
Kooshki M M, Jalali-Arani A. High Performance Graphene Oxide/Epoxy Nanocomposites Fabricated Through the Solvent Exchange Method. Polym Compos. 2018; 39(S4): E2497-505.
Bajpai A, Alapati A K, Klingler A, Wetzel B. Tensile Properties, Fracture Mechanics Properties and Toughening Mechanisms of Epoxy Systems Modified with Soft Block Copolymers, Rigid TiO2 Nanoparticles and Their Hybrids. J Compos Sci. 2018; 2: 72-89.
Garg A C, Mai Y-W. Failure Mechanisms in Toughened Epoxy Resins A Review. Compos Sci Technol. 1988; 31: 179-223.
Wetzel B, Rosso P, Haupert F, Friedrich K. Epoxy Nanocomposites – Fracture and Toughening Mechanisms. Eng Fract Mech. 2006; 73: 2375–98.
Atif R, Inam F. Fractography Analysis with Topographical Features of Multi-Layer Graphene Reinforced Epoxy Nanocomposites. Graphene. 2016; 5: 166-77.
Amar C G, Yiu-Wing M. Failure Mechanisms in Toughened Epoxy Resins-A Review. Compos Sci and Tech.1988; 31: 179-223.
Salimian S, Malfait W J, Zadhoush A, Talebi Z, Naeimirad M. Fabrication and Evaluation of Silica Aerogel-Epoxy Nanocomposites. Fracture and Toughening Mechanisms. Theor. Appl. Fract. Mech. 2018;97: 156-164
Msekh M A, Cuong N H, Zi G, Areias P, Zhuang X, Rabczuk T. Fracture Properties Prediction of Clay/Epoxy Nanocomposites with Interphase Zones using a Phase Field Model. Eng Fract Mech. 2018;188: 287-99
Ladania R B, Bhasina M, Wub S, Ravindrana A R, Ghorbania K, Kinlochd A J, et al. Fracture and Fatigue Behaviour of Epoxy Nanocomposites Containing 1-D and 2-D Nanoscale Carbon Fillers. Eng. Fract. Mech. 2018; 203: 102-14.