تولید و بررسی خواص مکانیکی چند لایه مرکب الیاف با لایه های فلزی

کامپوزیت های زمینه پلیمری دارای خواصی چون استحکام بالا، مقاومت به خستگی، مقاومت گرمایی، مقاومت به رطوبت و مقاومت شیمیایی بسیار مناسبی هستند. امّا معمولاً این کامپوزیت ها دمای نهایی کار پایین، ضریب انبساط حرارتی بالا، عدم ثبات ابعادی، حساسیت به تشعشع و جذب آب از محیط دارند که باعث تاثیرات زیان باری از جمله تورم (بادکردگی)، ایجاد تنش های داخلی و پایین آمدن درجه حرارت شیشه ای شدن در آن ها می شود. برای کاهش این خواص نامطلوب، بالا بردن راندمان و استحکام آن ها، از لایه های فلزی در کنار لایه های کامپوزیتی استفاده می شود. این مواد، لایه های الیاف ـ فلز (لمینیت های الیاف ـ فلز یا fml) نامیده می شوند. در این پروژه لایه های الیاف ـ فلز شامل ورق فولادی به همراه الیاف تقویت کننده پارچه های کربن / کولار / شیشه بطور مجزا و همچنین پارچه کربن ـ کولار در زمینه اپوکسی، تولید شده و خواص مکانیکی آن ها (شامل کشش و ضربه) مطالعه شد. با انجام آزمایشات یاد شده، نمودارهای تنش ـ کرنش و نیرو ـ زمان انواع fml تولیدی بدست آمد و این نمودارها مورد بررسی و مقایسه قرار گرفتند. نتایج آزمایشات ضربه نشان داد که لایه های الیاف ـ فلزی که در آن ها پارچه کولار به عنوان یکی از تقویت کننده ها استفاده شده بود، خواص ضربه مناسب تری دارد. بخصوص در مواردی که پارچه کولار در لایه فوقانی تحت ضربه قرار گرفته است. در ادامه، نواحی خسارت دیده مورد بررسی قرار گرفت که در آن ها نیز این نوع fml تحت خسارت کمتری قرار گرفته بود. در نهایت نیز نتایج آزمون کشش نشان داد که استحکام تسلیم و شکست لایه های الیاف ـ فلزی که در آن ها الیاف کربن بعنوان یکی از تقویت کننده ها استفاده شده بود بالاتر از لایه های الیاف ـ فلزی است که در آن از الیاف کولار و الیاف شیشه استفاده شده بود.