محققان دانشگاه شریف موفق به ساخت نانو کامپوزیتی با کاربرد در خطوط ریلی شدند

[saba mn 20993]

[h=1]محققان دانشگاه شریف موفق به ساخت نانو کامپوزیتی با کاربرد در خطوط ریلی شدند[/h] [h=3]تهران- ایرنا- محققان ایرانی موفق به ساخت نانوکامپوزیتی شدند که در برابر شرایط محیطی مختلف، خواص مکانیکی و مقاومتی مطلوبی دارد، از نتایج این طرح می توان برای ساخت قطعات عایق مورد استفاده در ساخت خطوط ریلی بهره گرفت.[/h]

به گزارش ایرنا از ستاد ویژه توسعه فناوری نانو، صفحات عایق درز ریل، از جمله ادوات خطوط ریلی است که نقش مهمی در عایق بندی این خطوط از خود نشان می دهند، اگر چه داشتن مقاومت الکتریکی بالا و مناسب از جمله ویژگی های اصلی مورد نیاز در این قطعه به شمار می رود، اما به منظور سرویس دهی در شرایط مختلف جوی و مقاومت در مقابل تنش های وارده، این قطعه باید دارای خواص فیزیکی و مکانیکی مناسبی نیز باشد.

 

در این طرح خواص نانو کامپوزیت فنولیک/ الیاف شیشه جهت استفاده در ساخت عایق درز ریل مطالعه شده است، همچنین اثر حضور نانو ذرات خاک رس در دو فرم اصلاح شده و اصلاح نشده نیز مورد بررسی قرار گرفته است.

 

مصطفی عیسایی، از محققان این طرح، لزوم انجام این پژوهش را این گونه توضیح داد: موفقیت استفاده از مواد پلیمری برای ساخت عایق درز ریل، بستگی به نوع پلیمر و فرایند تولید آن دارد.

 

وی افزود: هدف اصلی این طرح جایگزینی نانو کامپوزیت فنولیک / الیاف شیشه با نمونه های رایج در قطعات موجود در خطوط حمل و نقل ریلی، به خصوص عایق درز ریل بوده است، این قطعه، با توجه به اینکه در طول سال در معرض شرایط هوایی گوناگونی قرار دارد، باید مقاومت محیطی بالایی داشته باشد.

 

به گفته وی ترکیب پیشنهادی، علاوه بر جایگزینی به عنوان عایق کامپوزیتی در خطوط ریلی، در مورادی مانند بدنه و نوک موشک ها و فضاپیما ها که نیازمند استحکام بالا در شرایط سخت محیطی است، نیز قابل استفاده هستند، دلیل این امر مقاومت بالای رزین فنولیک در برابر دما و فشار است.

 

عیسایی با اشاره به این مطلب که بیشتر مواد اولیه و تجهیزات مورد نیاز جهت ساخت این نانوکامپوزیت و به دنبال آن عایق درز ریل در داخل کشور قابل تامین هستند، افزود: با توجه به اینکه در حال حاضر حجم گسترده ای از قطعات مورد استفاده به عنوان عایق درز ریل وارداتی است، بومی سازی این محصول از خروج حجم زیاد ارز از کشور جلوگیری خواهد کرد.

 

در روند این مطالعات ابتدا نانو کامپوزیت های سه جزیی تقویت شده با الیاف شیشه در ماتریس فنولیک، با درصدهای مختلفی از نانو ذره ساخته شده و ساختار و نحوه توزیع ذرات، خواص مکانیکی و دینامیکی آن ها مورد بررسی قرار گرفته است.

 

برای تعیین خواص پایداری کامپوزیت رزین فنولیک در شرایط محیطی متفاوت، نمونه های از پیش تهیه شده به مدت معین در محلول های مشخص قرار گرفته است، همچنین پس از خروج از محلول، نمونه ها مورد ارزیابی آزمون های مکانیکی و دینامیک مکانیکی قرار گرفتند.

 

مشاهدات این محققان حاکی از این است که استفاده از نانو ذره خاک رس، به خصوص نوع اصلاح نشده آن، در ساختار رزین فنولیک موجب بهبود چشمگیر خواص مکانیکی، حتی در ترکیب درصدهای پایین می شود، به گونه ای که تنها با استفاده از 2/5 درصد وزنی از هر دو نوع خاک رس در ساختار کامپوزیت، افزایش 45 درصدی در مقدار مدول الاستیک و همچنین بهبود خواصی نظیر استحکام کششی و خمشی و مقاومت به ضربه گزارش شده است.

 

همچنین نانو ذرات خاک رس شبکه ای شدن ماتریس و درصد اتصالات عرضی کامپوزیت را بهتر کرده و از آسیب پذیری بیشتر نانو کامپوزیت جلوگیری می کند، از طرفی جایگزینی الیاف شیشه به جای الیاف کتان، که در قطعات درز ریل رواج زیادی دارد، استحکام و مقاومت محیطی بیشتری به همراه دارد.

 

این تحقیقات از همکاری دکتر اکبر شجاعی عضو هیات علمی دانشگاه صنعتی شریف و مصطفی عیسایی دانش آموخته دانشگاه صنعتی شریف است که نتایج آن در مجله Composites Part A: Applied Science and Manufacturing (جلد 63، شماره 1، سال 2014، 149 تا 158) منتشر شده است.