14398

14398

سنتز، پايدارسازي و مطالعات رئولوژيكي يك نمونه سيال دايلاتانت

كارشناسي ارشد

طراحي، شبيه سازي و كنترل فرآيند

اسفند 1393

اسفند 1393

دكتر سيد حسن هاشم آبادي

شيمي

چكيده در كار حاضر،سيال سخت شونده برشي (STF) شامل كربنات كلسيم رسوبي با شكل ذره بيضوي در پلي اتيلن گلايكول ساخته شد و خواص رئولوژيكي آن به وسيله يك رئومتر ، اندازه¬گيري و به كمك طراحي آزمايش آماري و روش فاكتوريال كامل مورد بررسي قرار گرفت.نسبت ابعادي و غلظت ذرات به عنوان فاكتورهاي طراحي آزمايش انتخاب شدند. نتايج نشان داد كه همه فاكتورهاي انتخاب شده و برهم¬كنش¬هاي آن¬ها، تاثير قابل توجهي بر نرخ برش بحراني و ويسكوزيته در ناحيه سخت شوندگي برشي دارند. با افزايش نسبت ابعادي ذرات، ويسكوزيته كاهش و نرخ برش بحراني افزايش يافت و با افزايش غلظت ذرات، ويسكوزيته افزايش و نرخ برش بحراني كاهش پيدا كرد. علاوه بر اين، نمونه¬هايي از سيال سخت شونده برشي مگنتورئولوژيك (MRSTF) جهت بررسي تاثير ميدان مغناطيسي بر سخت شوندگي برشي ساخته و مشخص شد كه با اعمال ميدان مغناطيسي، در ابتدا دو خاصيت سخت شوندگي برشي و مگنتورئولوژيك همديگر را تقويت مي¬كنند و هم ويسكوزيته سيال افزايش و هم نرخ برش بحراني كاهش مي¬يابد. ولي با افزايش ميدان مغناطيسي و با افزايش محتوي ذرات مغناطيسي سوسپانسيون، خاصيت مگنتورئولوژيك بر سخت شوندگي برشي غالب شد و نرخ افزايشي كمتري در ويسكوزيته به همراه افزايش نرخ برش بحراني در ناحيه سخت شوندگي برشي مشاهده گرديد. با بررسي خواص مغناطيسي پودر آهن كربونيل و سوسپانسيون سخت شونده برشي مگنتورئولوژيك نشان داده شد كه پراكندگي ذرات كربنات كلسيم رسوبي در كنار ذرات آهن، منجر به تغيير رفتار مغناطيسي آن¬ها از فرومغناطيس به فري¬مغناطيس مي¬شود. درمجموع، نتايج به دست آمده نشان مي¬دهد كه سوسپانسيون¬هاي ساخته شده، داراي نرخ برش بحراني پايين و ويسكوزيته بالايي هستند و خواص سخت شوندگي برشي و مغناطيسي قابل توجهيدارند كه مي¬توان در كاربردهايي نظير ضربه¬گيرها، جليقه¬هاي ضدگلوله، الياف مقاوم دربرابر سوراخ شدن، وسايل ايمني و ورزشي، پناه¬گاه¬ها و كامپوزيت¬هاي هوشمند از آن¬ها استفاده كرد. واژه‌هاي كليدي:سخت شوندگي برشي، دايلاتانت، مگنتورئولوژيك، كربنات كلسيم رسوبي، رئولوژي