ساخت نانوپوشش‌هایی که پس از سوختن ساختارشان حفظ می‌شود

محققان دانشگاه صنعتی سهند تبریز نانوپوشش‌هایی را عرضه کردند که پس از سوختن ساختار نسبی آنها حفظ می‌شود.

کد خبر: ۱۶۹۵۷۹

تاریخ: ۳۰ مرداد ۱۳۹۶ - ۰۹:۳۹

به گزارش ایران اکونومیست؛  مقاومت در برابر حرارت یکی از ویژگی‌های ضروری بسیاری از قطعات در صنایع مختلف است. موتورهای احتراق و توربین‌ها در صنایع هوافضا از مهمترین این موارد به شمار می‌روند.

در برخی موارد به‌ منظور ایجاد مقاومت به حرارت در یک قطعه و جلوگیری از نفوذ حرارت به آن از پوشش‌های مقاوم به حرارت استفاده می‌شود. پوشش‌های پایه رزینی از مهمترین این نوع پوشش‌ها به شمار می‌روند.

بر این اساس پژوهشگران دانشگاه صنعتی سهند تبریز نانو پوشش‌هایی را سنتز کردند که پس از سوختن ساختار خود را حفظ می‌کند.

دکتر حسین روغنی ممقانی از اعضای هیات علمی دانشگاه صنعتی سهند تبریز هدف از اجرای این تحقیقات را بهبود رفتار حرارتی رزین‌های اپوکسی ذکر کرد و ادامه داد: در این طرح با افزودن نانولوله‌های کربنی به زمینه‌ رزین اپوکسی و ایجاد یک ساختار نانوکامپوزیتی و متخلخل مقاومت حرارتی این رزین را بهبود دادیم، به ‌نحوی‌که رزین نهایی پس از سوختن شکل ساختاری اولیه‌ خود را حفظ می‌کند.

وی اضافه کرد: رزین اصلاح‌ شده در این پژوهش این قابلیت را دارد که هم به‌ صورت پوشش بر روی قطعات در معرض حرارت اعمال و هم اینکه با قالب‌گیری از آن قطعه‌ صنعتی تولید شود.

ممقانی با بیان اینکه در این پژوهش دو رویکرد برای افزایش خواص حرارتی رزین اپوکسی مد نظر قرار گرفت، گفت: هدف این پژوهش بر مبنای افزایش مقاومت حرارتی و همچنین بهبود میزان حفظ ساختار رزین اپوکسی بعد از سوختن تعریف شد؛ ازاین‌رو، برای نیل به این اهداف دو روش مورد استفاده قرار گرفت.

وی روش اول را تزریق ساختار مزومتخلخل و هیبریدی متشکل از نانولوله کربنی/سیلیکا به درون رزین اپوکسی و روش دوم را اصلاح رزین و نانولوله‌های کربنی و قرار دادن آنها در ساختار نانوهیبریدی در زمینه‌ سیلیکا عنوان کرد.

این عضو هیات علمی دانشگاه صنعتی سهند تبریز تاکید کرد: محصول به‌ دست‌آمده از هر دو روش، مقاومت حرارتی و میزان باقیمانده پس از سوختن بالایی از خود نشان دادند. اما محصول به ‌دست ‌آمده از روش دوم خواص بهتری از خود بروز داد. این امر به سبب ایجاد ساختاری موسوم به در هم تنیدگی کووالانسی ایجاد شده است.

این محقق یادآور شد: در پژوهش حاضر خواص حرارتی رزین اپوکسی با تزریق آن به درون شبکه سیلیکا/سیلوکسان در حضور نانو لوله‌های کربنی بهبود داده شده است که برای این منظور در ابتدا یک کامپوزیت متشکل از زروژل نانولوله‌های کربنی و اپوکسی رزین تهیه شد که برای این منظور رزین اپوکسی در حضور نانو لوله‌های کربنی پخت شدند.

وی افزود: سپس رزین اپوکسی به‌وسیله‌ دو نوع اصلاح‌کننده‌ شیمیایی مختلف اصلاح شیمیایی و  در ادامه نانوکامپوزیت نانولوله کربنی/اپوکسی و همچنین نانوهیبرید سلیکا/نانولوله کربنی/اپوکسی از طریق واکنش سل ژل و به‌وسیله رزین‌های اصلاح‌شده سنتز شد.

به گفته ممقانی، در نهایت آزمون‌های مربوط به مشخصه‌یابی ساختار حاصل و همچنین آزمون‌های مربوط ارزیابی حرارتی آنها انجام گرفت.

ممقانی به نتایج به دست آمده از این تحقیقات اشاره کرد و افزود: بر اساس نتایج به دست آمده اندازه‌ تخلخل موجود در زروژل نانو لوله‌های کربنی موجود در زمینه نانوکامپوزیت‌ها 2 تا 10 نانومتر بوده است. همچنین بیشترین مقدار باقی‌مانده‌ پس از سوختن مربوط به نانوهیبرید حاوی یک درصد وزنی نانو لوله‌ کربنی بوده است.

به گفته وی، این پوشش‌ها در فاز آزمایشگاهی تولید شده است و در پوشش دهی قطعاتی که در معرض حرارت و شعله هستند، کاربرد خواهند داشت.

نتایج این تحقیقات که حاصل همکاری سعید نجفی شجاع دانشجوی مقطع کارشناسی ارشد دانشگاه صنعتی سهند تبریز و دکتر حسین روغنی ممقانی و دکتر مهدی سلامی کلجاهی از اعضای هیأت علمی این دانشگاه است، در  Journal of materials science با ضریب تأثیر 2.599 منتشر شده است.