بررسی حضور LDPE بر خواص مکانیکی و رسانایی الکتریکی کامپوزیت سگرگیت CB/HDPE

مهندسی متالورژی و مواد

مقاله 11، دوره 34، شماره 4 - شماره پیاپی 32، بهمن 1402، صفحه 59-70   

نوع مقاله: علمی و پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/jmme.2023.83646.1118

نویسندگان

سید مهران تیموری؛ سمانه صاحبیان^* ؛ عبدالکریم سجادی

گروه مهندسی مواد و متالورژی، دانشکده مهندسی، دانشگاه فردوسی مشهد.

چکیده

با توجه به کاربرد کامپوزیت‌های پایه پلیمری رسانا با ساختار سگرگیت در صنایع الکترونیک و هوافضا، بحث خواص مکانیکی آنها اهمیت پیدا کرده است. در این پژوهش از پلی‌اتیلن با چگالی بالا (HDPE )، فاز رسانای کربن سیاه (CB ) و فاز پلی‌اتیلن با چگالی کم (LDPE ) به عنوان فاز تقویت کننده برای ساخت کامپوزیت استفاده شد. در ساخت نمونه‌ها از روش اختلاط مکانیکی و در ادامه از پرس گرم استفاده شد. رسانش نمونه‌ها برای اطمینان از تشکیل ساختار سگرگیت اندازه‌گیری شد. نتایج داده های رسانایی حاکی از شکل گیری ساختار سگرگیت و کاهش مقاومت الکتریکی ساختار سگرگیت با افزایش درصد وزنی کربن سیاه می باشد. در نمونه xCB-HD بیشینه رسانایی الکتریکی 43.10 S/m و در نمونه xCB-1LD نیز 36.62 S/m بدست آمد. ارزیابی تصاویر میکروسکوپی نیز تشکیل مسیرهای رسانا در ساختار را تایید می کند. برای بررسی خواص مکانیکی آزمون استحکام کششی انجام شد. با افزایش فاز رسانای کربنی در مرز گرانولها به سبب ایجاد عیوب ساختاری روند کاهشی استحکام تسلیم در دو دسته ساختار سگرگیت مشاهده شد. با افزایش درصد وزنی کربن سیاه از 1 به 2 درصد وزنی بهبود 20 تا 40 درصدی استحکام تسلیم و 7 تا 22 درصدی مدول یانگ در ساختارهای سگرگیت xCB-HD و xCB-1LD شد.

کلیدواژه‌ها

ساختار سگرگیت؛ خواص مکانیکی؛ رسانایی الکتریکی؛ کامپوزیت پایه پلیمری؛ استحکام تسلیم؛ مدول یانگ

مراجع