18163

18163

بررسي تاثير پوشش آلومينا نانو ساختار بر خواص پارچه هاي با الياف كولار

كارشناسي ارشد

فناوري نانو - نانو مواد

شهريور 1396

دكتر روح اله رحماني فرد

فناوري هاي نوين

امروزه دستيابي به مواد با استحكام و كارايي بالا با بهره¬گيري از فناوري نانو تحولات زيادي را در صنايع مختلف همچون نظامي، دريايي، هوايي، اتومبيل، پزشكي و غيره ايجاد كرده‌ است. با توجه به اينكه پارچه هاي بافته شده ويژگي¬هاي منحصر به فردي از جمله سبكي، انعطافپذيري، استحكام بالا و ... داشته و قابليت ارتقاي ويژگي¬هاي مكانيكي توسط فناوري نانو را دارند، انتظار مي¬رود بتوان با استفاده از خواص ذاتي نانو ذرات سراميكي و روش مناسب پوشش¬دهي آن¬ها به كامپوزيتي كاراتر دست يافت. در اين تحقيق پوشش Al2O3¬- 13%wt.TiO2 از پودرهاي اوليه نانومتري بر روي پارچه با الياف كولار با استفاده از فرايند پاشش پلاسما اتمسفري (APS) رسوب داده شد. بررسي¬هاي ساختاري با استفاده از روشهاي XRD و FESEM معرف حضور دو ناحيه متفاوت در ساختار پوشش بود: يك ناحيه كاملا ذوب شده، عمدتا از دانه¬هاي با ميانگين اندازه 85 نانومتر با تركيبي از Al2O3- γ و تيتانيم حل شده و ناحيه ديگر شامل ذراتي نيمه ذوب كه از ساختار Al2O3- α پودر اوليه نيز برخوردار بود. بررسي آزمون¬هاي مكانيكي نشان دهنده بهبود خواص مكانيكي پارچه¬هاي پوشش يافته بود. نتايج بدست آمده از آزمون استحكام كششي پارچه، قبل و بعد از پوشش¬دهي نشان¬ داد كه اعمال فرايند پوشش¬دهي پاشش پلاسما اتمسفري با تعداد 9 پاس، 11 و 13 پاس مي¬تواند استحكام پارچه را به مقدار50%،60% و 70% افزايش دهد. نتايج آزمون ضربه سرعت بالا (V50) بر روي پارچه¬هاي پوشش يافته با الياف كولار نيز به خوبي نشان داد كه حد بالستيكي نمونه¬ها افزايش چشمگيري داشته است. نتايج اين آزمون نشان داد كه اعمال پوشش نانو ذرات سراميكي روي پارچه¬هاي الياف كولار مي¬تواند باعث حذف تعدادي از لايه¬هاي الياف بكاررفته و در نتيجه كاهش وزن صفحات زرهي با حفظ سطح تهديد مربوطه گردد.

1396/09/22

4/20/2018 12:00:00 AM

Since woven fabrics have uniqe characteristrics such as light weight, flexibility, high strength, etc. and they are also capable tobe improved for mechanical properties by nano thechnology, it is expectal to gain more efficient composite using intrinsic properties of the ceramic nanoparticles and proper coating method. The uniqe properties of the nanoparticles such as high elastic modulus, high strength to weight ratio etc. as well as participating in defeat mechanisms agains external loadings, can be of the factors reinforcing the textiles. Al2O3-13%TiO2 coatings were deposited on Kevlar Fabric substrates from nanostructured powders using atmospheric plasma spraying (APS). A complete characterization of the feedstock confirmed its nanostructured nature. Coating microstructures and phase compositions were characterized using SEM, and XRD techniques. The microstructure comprised two clearly differentiated regions. One region, completely fused, consisted mainly of nanometer-sized grains of α-Al2O3 with dissolved Ti+4. The other region, partly fused, retained the microstructure of the starting powder and was principally made up of nanometer -sized grains of γ-Al2O3, as confirmed by FESEM. coatings were in average slightly lower than the values for nanostructured coating. The results of tensile testing on kevlar fabrics before and after coating showed that APS could improve tensile strength up to 60%. High velocity impact test (V50) performed on coated fabrics well indicated that their ballistic limit experienced a significant increase. In addition, the results of V50 showed revealed that APS can decrease final weight of new composite panel compared to plain polyetylen panel with identical protection level.