جوشکاری با امواج مایکروویو پلی پروپیلن با استفاده از مواد کربنی حساس به امواج

اتصال پلیمرهای گرمانرم از طریق جوشکاری به مراتب بهتر از اتصال آنها از طریق چسب و یا استفاده از پیچ و مهره یا پرچ می باشد. یکی از روش های جوش دادن پلیمرهای گرمانرم جوشکاری با امواج مایکروویو می باشد. در این روش برای اتصال دو قطعه نیاز به موادی می باشد که بتوانند امواج مایکروویو را جذب و آنها را تبدیل به گرما کنند. در این پروژه تحقیقاتی از پودر گرافیت و الیاف کربن به عنوان ماده جاذب امواج استفاده شد. برای این منظور فیلم هایی که دارای مواد جاذب امواج مایکروویو بودند با استفاده از پلی پروپیلن و پودر گرافیت و همچنین الیاف کربن تهیه گردید. سپس رفتار فیلم های تهیه شده در امواج مایکروویو مورد بررسی قرار گرفت و میزان جذب امواج توسط آنها ارزیابی شد. در مرحله بعد، با استفاده از اجاق مایکروویو ورق های پلی پروپیلن به هم جوش داده شد و خواص مکانیکی اتصال ایجاد شده مورد ارزیابی قرار گرفت. آزمون هایی که برای بررسی خواص مکانیکی اتصال ایجاد شده استفاده شد، شامل: آزمون برش لب به لب، آزمون پوست کندن و آزمون سنجش سختی در حد نانو بودند. همچنین مرز و سطح اتصال از طریق روش های میکروسکوپی مورد بررسی قرار گرفت. با توجه به نتایج بدست آمده، با استفاده از پودر گرافیت تنها با ترکیب درصدهای بالا امکان ایجاد اتصال وجود دارد، در حالی که با استفاده از الیاف کربن می توان با مقادیر کم الیاف هم به اتصال خوب دست یافت. زمان لازم برای رسیدن به اتصال خوب با استفاده از الیاف کربن در حدود 6 ثانیه در حالی که با استفاده از پودر گرافیت در حدود 15 ثانیه می باشد. همچنین اتصالی که با استفاده از فیلم دارای الیاف کربن ایجاد شد استحکامی در حد توده ماده داشت. به طوری که در اثر کشش در آزمون برش لب به لب اتصال باز نشد و تنها خود ماده شکست. این استحکام به مراتب بسیار بالاتر از استحکام اتصالی است که با استفاده از فیلم دارای پودر گرافیت ایجاد شده است، می باشد. نتایج آزمون سختی-سنجی، افزایش سختی در نزدیکی مرز اتصال را نشان داد. بررسی های میکروسکوپی سطح، میزان تأثیر گرمایی بیشتری را در حالتیکه از پودر گرافیت استفاده گردید، نسبت به الیاف کربن نشان داد.