Nano Sio2

‫ﺳﺎﺧﺖ و ﺑﺮرﺳﻲ ﺧﻮاص ﻣﻜﺎﻧﻴﻜﻲ و ﻓﺼﻞ ﻣﺸﺘﺮك اﻟﻴﺎف‪ /‬ﭘﻠﻴﻤﺮ ﻛﺎﻣﭙﻮزﻳﺖ ﺳﻪ ﺟﺰﻳﻲ ‪PEEK/SCF/Nano Sio2‬‬ ‫‪1‬‬

‫ﺣﻤﻴﺪ ﺗﻮراﻧﻲ‪ ،*1‬ﻋﻠﻴﺮﺿﺎ ﺧﺎوﻧﺪي‪ ، 2‬ﺷﻤﺲ اﻟﺪﻳﻦ ﻣﻴﺮداﻣﺎدي‪ ، 3‬ﺳﻴﺪﻋﻠﻲ ﻣﻴﺮﺻﺎﻟﺤﻲ‬ ‫‪ -1‬ﻛﺎرﺷﻨﺎس ارﺷﺪ ﻣﻬﻨﺪﺳﻲ ﭘﺰﺷﻜﻲ‪ ،‬ﺑﻴﻮﻣﺘﺮﻳﺎل‪ ،‬داﻧﺸﻜﺪه ﻣﻬﻨﺪﺳﻲ ﻣﻮاد و ﻣﺘﺎﻟﻮرژي‪ ،‬داﻧﺸﮕﺎه ﻋﻠﻢ و ﺻﻨﻌﺖ اﻳﺮان‬ ‫‪[email protected]‬‬

‫‪ -2‬داﻧﺸﻴﺎر داﻧﺸﻜﺪه ﻣﻬﻨﺪﺳﻲ ﻣﻮاد و ﻣﺘﺎﻟﻮرژي‪ ،‬داﻧﺸﮕﺎه ﻋﻠﻢ و ﺻﻨﻌﺖ اﻳﺮان‬ ‫‪ -3‬اﺳﺘﺎد داﻧﺸﻜﺪه ﻣﻬﻨﺪﺳﻲ ﻣﻮاد و ﻣﺘﺎﻟﻮرژي‪ ،‬داﻧﺸﮕﺎه ﻋﻠﻢ و ﺻﻨﻌﺖ اﻳﺮان‬

‫ﭼﻜﻴﺪه‬ ‫در اﻳﻦ ﭘﮋوﻫﺶ‪ ،‬ﺧﻮاص ﻣﻜﺎﻧﻴﻜﻲ ﻛﺎﻣﭙﻮزﻳﺖ ﺳﻪ ﺟﺰﻳﻲ ﭘﻠﻲ اﺗﺮاﺗﺮ ﻛﺘﻮن ﺗﻘﻮﻳﺖ ﺷﺪه ﺑﺎ ‪ 20‬درﺻﺪ ﺣﺠﻤﻲ اﻟﻴﺎف ﻛﻮﺗـﺎه ﻛـﺮﺑﻦ و )‪1‬و ‪1.5‬و ‪ ( 2‬درﺻـﺪ وزﻧـﻲ ﻧـﺎﻧﻮذرات‬ ‫ﺳﻴﻠﻴﻜﺎ ﺑﻪ ﻣﻨﻈﻮر ﻛﺎرﺑﺮد در ﭘﺰﺷﻜﻲ و ﻫﻮاﻓﻀﺎ ﺑﺎ اﺳﺘﻔﺎده از ﺗﺴﺖ ﻫﺎي ﻧﺎﻧﻮﻧﻔﻮذ و ﻧﺎﻧﻮﺧﺮاش ﻣﻮرد ﺑﺮرﺳﻲ ﻗﺮار ﮔﺮﻓﺖ‪ .‬ﺑﺎ ﺗﻮﺟﻪ ﺑﻪ ﺗﺮﻣﻮﭘﻼﺳﺖ ﺑﻮدن زﻣﻴﻨﻪ‪ ،‬ﻧﻤﻮﻧـﻪ ﻫـﺎ از‬ ‫روش اﺧﺘﻼط در ﻓﺎز ﻣﺬاب ﺑﺎ اﺳﺘﻔﺎده از دﺳﺘﮕﺎه ﻣﺨﻠﻮط ﻛﻦ داﺧﻠﻲ در دﻣﺎي ‪ 400‬درﺟﻪ ﺳﺎﻧﺘﻲ ﮔﺮاد ﺳﺎﺧﺘﻪ و ﺳﭙﺲ ﺗﻮﺳـﻂ دﺳـﺘﮕﺎه ﭘـﺮس ﮔـﺮم ﺷـﻜﻞ داده ﺷـﺪ‪.‬‬ ‫ﭘﻠﻴﻤﺮ ﺑﻪ ﺻﻮرت ﮔﺮاﻧﻮل‪ ،‬ﻃﻮل اوﻟﻴﻪ اﻟﻴﺎف ‪ 6‬ﻣﻴﻠﻲ ﻣﺘﺮ و ﻗﻄﺮ ذرات ‪ 13‬ﻧﺎﻧﻮﻣﺘﺮ ﺑﻮد‪ .‬ﭘﺲ از ﺑﺮرﺳﻲ ﻣﻴﻜﺮوﺳﺎﺧﺘﺎر ﻧﻤﻮﻧﻪ ﻫﺎ ﺑﺎ اﺳﺘﻔﺎده از ﻣﻴﻜﺮوﺳﻜﻮپ اﻟﻜﺘﺮوﻧﻲ روﺑﺸـﻲ‬ ‫ﺑﺮ روي ﻫﺮ ﻗﻄﻌﻪ ﺑﻴﺶ از ‪ 30‬ﻧﻘﻄﻪ ﺗﺴﺖ ﻧﺎﻧﻮﻧﻔﻮذ ﺑﻪ ﻣﻨﻈﻮر ﺑﺮرﺳﻲ ﺧﻮاص ﻣﻜﺎﻧﻴﻜﻲ از ﺟﻤﻠﻪ ﻣﺪول اﻻﺳﺘﻴﻚ و ﺳـﺨﺘﻲ ﺑـﺎ ﺗﻮﺟـﻪ ﺑـﻪ ﻣﻨﺤﻨـﻲ ﺑـﺎرﺑﺮداري‪ -‬ﺑﺎرﮔـﺬاري‬ ‫ﺧﺮوﺟﻲ دﺳﺘﮕﺎه و ‪ 3‬ﻣﺴﻴﺮ ﺗﺴﺖ ﻧﺎﻧﻮﺧﺮاش ﺑﻪ ﻣﻨﻈﻮر ﺑﺮرﺳﻲ ﻃﻮل ﻓﺼﻞ ﻣﺸﺘﺮك اﻳﺠﺎد ﺷﺪه ﻣﻴﺎن اﻟﻴﺎف و زﻣﻴﻨﻪ ﺑﺎ ﺗﻮﺟﻪ ﺑﻪ ﻋﻤﻖ ﻧﻔﻮذ اﻟﻤﺎﺳـﻪ ﻓﺮوﺑﺮﻧـﺪه اﻧﺠـﺎم ﺷـﺪ‪.‬‬ ‫ﻫﻤﭽﻨﻴﻦ ﺗﺼﻮﻳﺮ ﺗﻮﭘﻮﮔﺮاﻓﻲ ﺧﺮاش اﻳﺠﺎد ﺷﺪه ﺑﻪ ﺻﻮرت درﺟﺎ ﺗﻮﺳﻂ ﻣﻴﻜﺮوﺳﻜﻮپ ﻧﻴﺮوي اﺗﻤﻲ ﻣﺘﺼﻞ ﺑﻪ دﺳﺘﮕﺎه ﺛﺒﺖ ﺷﺪ‪.‬‬ ‫در ﻧﻬﺎﻳﺖ ﺑﺮرﺳﻲ ﻫﺎي ﻣﻴﻜﺮوﺳﺎﺧﺘﺎري و ﺑﺮرﺳﻲ ﻫﺎي ﻓﺼﻞ ﻣﺸﺘﺮك اﻟﻴﺎف‪ /‬ﭘﻠﻴﻤﺮ ﻧﺸﺎن داد ﻛﻪ ﻛﻴﻔﻴـﺖ ﺳـﺎﺧﺖ ﻛﺎﻣﭙﻮزﻳـﺖ از ﻧﻈـﺮ ﺗﻮزﻳـﻊ ﻣﻨﺎﺳـﺐ ﻣﻘـﺎوم ﺳـﺎزﻫﺎ و‬ ‫ﺗﺸﻜﻴﻞ ﻓﺼﻞ ﻣﺸﺘﺮك ﻣﻨﺎﺳﺐ‪ ،‬ﻛﺎﻣﻼ ﻗﺎﺑﻞ ﻗﺒﻮل ﺑﻮده اﺳﺖ و روش اﺧﺘﻼط در ﻓﺎز ﻣﺬاب روﺷﻲ ﻣﻮﺛﺮ ﺑﺎ راﻧﺪﻣﺎن ﺑـﺎﻻ ﺑـﺮاي ﺳـﺎﺧﺖ اﻳـﻦ ﮔﻮﻧـﻪ ﻛﺎﻣﭙﻮزﻳـﺖ ﻣـﻲ ﺑﺎﺷـﺪ‪.‬‬ ‫ﻫﻤﭽﻨﻴﻦ ﻣﻄﺎﻟﻌﺎت روي ﺳﺨﺘﻲ و ﻣﺪول اﻻﺳﺘﻴﻚ ﻛﺎﻣﭙﻮزﻳﺖ ﻫﺎ ﻧﻴﺰ ﻧﺸﺎن ﻣﻲ دﻫﺪ ﻛﻪ ﻣﻘﺎوم ﺳﺎزﻫﺎ ﺑﻪ ﺻﻮرت ﻛﺎﻣﻼ ﻣﻮﺛﺮ ﺑﺎﻋﺚ ارﺗﻘﺎء ﺧﻮاص ﻣﻜﺎﻧﻴﻜﻲ ﺷﺪه اﻧﺪ‪.‬‬ ‫ﻛﻠﻤﺎت ﻛﻠﻴﺪي‪ :‬ﻧﺎﻧﻮﻧﻔﻮذ‪ ،‬ﻧﺎﻧﻮﺧﺮاش‪ ،‬ﭘﻠﻲ اﺗﺮ اﺗﺮ ﻛﺘﻮن‪ ،‬ﻓﻴﺒﺮ ﻛﺮﺑﻦ‪ ،‬ﻧﺎﻧﻮذرات ﺳﻴﻠﻴﻜﺎ‬ ‫ﻣﻘﺪﻣﻪ‬ ‫ﻛﺎﻣﭙﻮزﻳﺖ ﻫﺎي زﻣﻴﻨﻪ ﭘﻠﻴﻤﺮي ﺑﻪ ﻃﻮر ﻣﺴﺘﻤﺮ در ﻛﺎرﺑﺮدﻫﺎي ارﺗﻮﭘـﺪي ﺟـﺎﻳﻲ‬ ‫ﻛﻪ ﺑﺎﻳﺴﺘﻲ ﺧﻮاص آن ﻣﺘﻨﺎﺳﺐ ﺑﺎ اﺳﺘﺨﻮان ﺑﺎﺷﺪ اﺳﺘﻔﺎده ﻣﻲ ﺷـﻮد‪ .‬ازاﻳـﻦ رو‬ ‫در آﻳﻨﺪه ﺟﺎﻳﮕﺰﻳﻦ اﻛﺜﺮ ﻓﻠـﺰات ﻣـﻮرد اﺳـﺘﻔﺎده ﺑـﻪ ﻋﻨـﻮان ﺑﻴﻮﻣﺘﺮﻳـﺎل ﻣﻄـﺮح‬ ‫ﺧﻮاﻫﻨﺪ ﺑﻮد]‪.[1‬‬ ‫در ﻣﻴﺎن ﭘﻠﻴﻤﺮﻫﺎ‪ ،‬ﭘﻠﻲ اﺗﺮ اﺗﺮ ﻛﺘﻮن‪ ١‬ﻳﻚ ﭘﻠﻴﻤﺮ ﻧﻴﻤﻪ ﻛﺮﻳﺴﺘﺎﻟﻲ ﺳـﺨﺖ اﺳـﺖ‬ ‫ﻛﻪ داراي ﺧﻮاص ﻣﻜﺎﻧﻴﻜﻲ ﻋﺎﻟﻲ و اﺳﺘﺤﻜﺎم ﻛﺸﺸﻲ و ﻣﺪول اﻻﺳﺘﻴﻚ ﺑـﺎﻻﻳﻲ‬ ‫دارد‪ .‬ﺑﻌﻼوه ﺑﺮاي ﻛﺎرﺑﺮدﻫﺎي ﭘﺰﺷﻜﻲ اﺳﺘﺮﻳﺰاﺳﻴﻮن و ﻣﺎﺷﻴﻦ ﻛـﺎري راﺣـﺖ از‬ ‫ﺟﻤﻠﻪ ﺧﻮاص آن ﺑﺸﻤﺎر ﻣﻲ آﻳﺪ‪ .‬اﻳﻦ ﭘﻠﻴﻤﺮ در ﺳﺎل ﻫﺎي اﺧﻴﺮ ﺗﻮﺟﻪ زﻳـﺎدي را‬ ‫در ﺑﺨﺶ ﻫﺎي ﺗﺤﻤﻞ ﺑﺎر اﺳﻜﻠﺖ ﺑﺪن از ﺟﻤﻠـﻪ ﻟﮕـﻦ‪ ،‬ﺳـﺘﻮن ﻓﻘـﺮات‪ ،‬ﭘـﻴﭻ و‬ ‫ﺻﻔﺤﺎت ﺗﺜﺒﻴﺖ ﻛﻨﻨﺪه و دﻳﺴﻚ ﻫﺎي ﺑﻴﻦ ﻣﻬﺮه اي ﺟﻠﺐ ﻛﺮده اﺳﺖ]‪.[2‬‬ ‫در ﻣﻴﺎن اﻧﻮاع ﻓﻴﺒﺮ‪ ،‬ﻓﻴﺒﺮ ﻛﺮﺑﻦ از ‪ 10‬ﺗﺎ ‪ 60‬درﺻﺪ وزﻧﻲ ﺑﺎ ﻃﻮل ﻫـﺎي ﺑﻴﺸـﺘﺮ‬ ‫از‪ 2 mm‬ﺗﻘﻮﻳﺖ ﻛﻨﻨﺪه ﻣﻨﺎﺳﺒﻲ اﺳﺖ ﻛﻪ ﻣﻨﺠﺮ ﺑﻪ اﻓﺰاﻳﺶ ﺧـﻮاص ﻣﻜـﺎﻧﻴﻜﻲ‬ ‫از ﺟﻤﻠﻪ ﻣﺪول ﻳﺎﻧﮓ و اﺳﺘﺤﻜﺎم ﻛﺸﺸـﻲ‪ ،‬رﺳـﺎﻧﺎﻳﻲ ﮔﺮﻣـﺎﻳﻲ ﺑﻬﺘـﺮ و ﺧـﻮاص‬ ‫ﻋﺎﻟﻲ اﻟﻜﺘﺮﻳﻜﻲ ﭘﻠﻴﻤﺮﻫﺎ ﻣﻲ ﺷﻮد‪ .‬ﻫﻢ اﻛﻨﻮن ﻛﺎر ﺑﺮ روي ﭘﻠﻴﻤﺮ ﻫﺎي ﭘﻠـﻲ اﺗـﺮ‬ ‫اﺗﺮ ﻛﺘﻮن‪ ،‬ﭘﻠﻲ ﺳﻮﻟﻔﻮن‪ ،‬اﭘﻮﻛﺴﻲ و ﻛﺎﻣﭙﻮزﻳﺖ ﻫـﺎي ﻛـﺮﺑﻦ – ﻛـﺮﺑﻦ در ﺣـﺎل‬ ‫اﻧﺠﺎم اﺳﺖ]‪.[3‬‬ ‫اﻣﺮوزه در اداﻣﻪي ﺗﻮﺳﻌﻪ ي ﻣﻮاد ﻛﺎﻣﭙﻮزﻳﺘﻲ دو ﺟﺰﺋﻲ ﻛـﻪ ﺑﺴـﻴﺎر ﭘـﺮ ﻛـﺎرﺑﺮد‬ ‫ﺑﻮده و در ﻣﻘﻴﺎس ﺻﻨﻌﺘﻲ اﺳﺘﻔﺎده ﻣﻲ ﺷﻮﻧﺪ‪ ،‬ﻣﻮاد ﻛﺎﻣﭙﻮزﻳﺘﻲ ﺳﻪ ﺟﺰﺋـﻲ ﻛـﻪ‬ ‫از ﻳﻚ ﺟﺰء ﻣﻘﺎوم ﺳﺎز اﻟﻴﺎﻓﻲ‪ ،‬ﻳﻚ ﺟـﺰء ﻣﻘـﺎوم ﺳـﺎز ذره اي و ﭘﻠﻴﻤـﺮ زﻣﻴﻨـﻪ‬ ‫ﺗﺸﻜﻴﻞ ﺷﺪه اﻧﺪ ﺑﺴﻴﺎر ﻣﻮرد ﺗﻮﺟﻪ ﻗﺮار ﮔﺮﻓﺘﻨﺪ و ﺗﺤﻘﻴﻘﺎت وﺳـﻴﻌﻲ روي اﻳـﻦ‬ ‫‪PEEK‬‬

‫‪1‬‬

‫ﻣﻮاد اﻧﺠﺎم ﻣﻲ ﺷﻮد‪ .‬در اﻳﻦ ﻣﻮاد اﺛﺮات ﻣﻘﺎوم ﺳﺎزي دو ﺟﺰء ﻣﻘﺎوم ﺳﺎز ﺑﺎ ﻫـﻢ‬ ‫ﺗﺮﻛﻴﺐ ﺷﺪه و ﻣﻜﺎﻧﻴﺰم ﻫﻢ اﻓﺰاﻳﻲ رخ ﻣﻲ دﻫﺪ ﻛـﻪ رﻓﺘـﺎر ﻣﻨﺤﺼـﺮ ﺑـﻪ ﻓـﺮد و‬ ‫ﭘﻴﭽﻴﺪه ي اﻳﻦ ﻣﻮاد ﻛﺎﻣﭙﻮزﻳﺘﻲ از ﻫﻤﻴﻦ ﻣﻜﺎﻧﻴﺰم ﻫﻢ اﻓﺰاﻳﻲ ﻧﺎﺷﻲ ﻣـﻲ ﺷـﻮد‪.‬‬ ‫اﻣﺮوزه ﺗﻌﺪاد ﺗﺤﻘﻴﻘﺎت ﻣﻜﺎﻧﻴﻜﻲ روي ﻛﺎﻣﭙﻮزﻳﺖ ﻫﺎي ﺳﻪ ﺟﺰﺋﻲ رو ﺑﻪ اﻓﺰاﻳﺶ‬ ‫ﺑﻮده و ﭘﻴﺶ ﺑﻴﻨﻲ ﻣﻲ ﺷﻮد ﻛﻪ در آﻳﻨﺪه ي ﻧﺰدﻳﻚ اﻳﻦ ﻣـﻮاد ﺑـﻪ ﻛﺎرﺑﺮدﻫـﺎي‬ ‫ﺻﻨﻌﺘﻲ راه ﻳﺎﺑﻨﺪ‪ .‬اﺧﻴﺮا ﻧﻴـﺰ ﺑﻌﻀـﻲ از ذرات ﻧـﺎﻧﻮ‪/‬ﻣﻴﻜـﺮو ﺑـﻪ ﻣﻨﻈـﻮر ﺗﻘﻮﻳـﺖ‬ ‫ﻛﺎﻣﭙﻮزﻳﺖ ﻫﺎي ﭘﻠﻴﻤﺮي ﺗﻘﻮﻳﺖ ﺷﺪه ﺑﺎ ﻓﻴﺒﺮﻫﺎي ﻛﺮﺑﻦ ﺑﺮﻳﺪه ﺷـﺪه در ﻫﻨﮕـﺎم‬ ‫ﭘﺮوﺳﻪ ﺳﺎﺧﺖ اﺿﺎﻓﻪ ﺷﺪه اﻧـﺪ‪ .‬ﻫﻴﻮﺳـﻴﻦ و ﻫﻤﻜـﺎران]‪ [4‬ﺧـﻮاص ﻣﻜـﺎﻧﻴﻜﻲ‬ ‫ﻛﺎﻣﭙﻮزﻳﺖ ﻫﺎي ﭘﻠﻴﻤﺮ‪/‬ﻓﻴﺒـﺮ ﻛـﺮﺑﻦ را ﺑـﺎ اﻓـﺰودن ﻧـﺎﻧﻮ‪ /‬ﻣﻴﻜـﺮو ﺳـﺎﻳﺰ ‪Al2O3‬‬ ‫اﻓﺰاﻳﺶ دادﻧﺪ‪ .‬ﭘﺨﺶ ﺷﺪن ذرات در اﻳﻦ ﮔﻮﻧﻪ ﻣﻮاد ﺳـﺒﺐ اﻓـﺰاﻳﺶ ﭼﻘﺮﻣﮕـﻲ‬ ‫ﺷﻜﺴﺖ ﺑﻪ ﻫﻤﺮاه اﻓﺰاﻳﺶ ﺳﺨﺘﻲ ﻛﺎﻣﭙﻮزﻳﺖ ﺷﺪ‪ .‬ﺗﺎﻧﻴﻤﻮﺗﻮ و ﻫﻤﻜﺎران ]‪ [5‬ﻧﻴـﺰ‬ ‫ﻧﺸﺎن دادﻧﺪ ﺑﺎ اﻓﺰودن ‪ PZT‬ﺑﻪ ﻛﺎﻣﭙﻮزﻳﺖ ﺗﻘﻮﻳﺖ ﺷﺪه ﺑﺎ ﻓﻴﺒﺮ ﻛـﺮﺑﻦ ﺧـﻮاص‬ ‫ﺧﺴﺘﮕﻲ را ﺑﻬﺒﻮد ﻣﻲ ﺑﺨﺸﺪ‪ .‬ﺧﻮاص ﻣﻜـﺎﻧﻴﻜﻲ و ﺧـﻮاص ﺳﺎﻳﺸـﻲ ﻛﺎﻣﭙﻮزﻳـﺖ‬ ‫‪ PEEK/SCF/ZrO2‬ﻧﻴـﺰ ﺗﻮﺳــﻂ ﮔﻴـﻮ ﻣﻴﻨــﮓ ﻟـﻴﻦ و ﻫﻤﻜــﺎران]‪ [6‬ﻣــﻮرد‬ ‫ﺑﺮرﺳﻲ ﻗﺮار ﮔﺮﻓﺖ‪ .‬در ﻧﻬﺎﻳﺖ واﺿﺢ ﺷﺪ ﻛﻪ اﺧﺘﻼط ﻫﺎي ﻣﺘﻌـﺪد ﺳـﺒﺐ ﺑـﺮوز‬ ‫ﻣﻮادي ﺑﺎ ﻛﺎراﻳﻲ ﺑﺎﻻ ﻣﻲ ﺷﻮد‪.‬‬ ‫از ﻃﺮﻓﻲ ﺑﺮرﺳـﻲ اﺟﻤـﺎﻟﻲ ﺑـﺮ ﻣﺸـﺎﻫﺪات ﺗﺠﺮﺑـﻲ اﻧﺠـﺎم ﺷـﺪه در ﻛﺎﻣﭙﻮزﻳـﺖ‬ ‫ﭘﻠﻴﻤﺮي ﺗﻘﻮﻳﺖ ﺷﺪه ﺑﺎ ﻓﻴﺒﺮ ﻧﺸﺎن ﻣﻲ دﻫﺪ ﻛﻪ ﻋﻤﻠﻜﺮد ﻛﻠﻲ اﻳﻦ ﻣﻮاد ﺑﻪ ﻃـﻮر‬ ‫ﺧﺎص ﺗﺤﺖ ﺗﺎﺛﻴﺮ ﺧﻮاص ﻣﻴﻜﺮوﻣﻜﺎﻧﻴﻜﻲ ﻣﻨﻄﻘﻪ ﻓﺼـﻞ ﻣﺸـﺘﺮك ﺑـﻴﻦ ﻓﻴﺒـﺮ و‬ ‫زﻣﻴﻨﻪ اﺳﺖ‪ .‬ﺑﻨﺎﺑﺮاﻳﻦ درك دﻗﻴـﻖ ﺧـﻮاص ﻣﻴﻜﺮوﻣﻜـﺎﻧﻴﻜﻲ ﺑـﺎ ﺗﻮﺟـﻪ ﺑـﻪ ﻧـﻮع‬ ‫ﻛﺎرﺑﺮد در ﺑﺪن ﻛﺎﻣﭙﻮزﻳﺖ اﻣﺮي ﻣﻬﻢ ﺗﻠﻘﻲ ﻣﻲ ﺷﻮد]‪.[7‬‬

‫ﻧﺎﻧﻮﻧﻔﻮذ‪ ٢‬و ﻧﺎﻧﻮﺧﺮاش‪ ٣‬ﻳـﻚ روش ﻗﺪرﺗﻤﻨـﺪ و ﭘﻴﺸـﺮﻓﺘﻪ ﺑـﺮاي اﻧـﺪازه ﮔﻴـﺮي‬ ‫ﺧﻮاص ﻣﻜﺎﻧﻴﻜﻲ از ﺟﻤﻠﻪ ﻣﺪول اﻻﺳﺘﻴﻚ و ﺳـﺨﺘﻲ ﻣـﻮاد ﻣﺨﺘﻠـﻒ اﺳـﺖ‪ .‬ﺑـﻪ‬ ‫ﺗﺎزﮔﻲ ازﻳﻦ روش ﺑﺮاي اﻧﺪازه ﮔﻴﺮي ﺧﻮاص ﻣﻜـﺎﻧﻴﻜﻲ ﻧﺎﻧﻮﻛﺎﻣﭙﻮزﻳـﺖ ﻫـﺎ ﻧﻴـﺰ‬ ‫اﺳﺘﻔﺎده ﺷﺪه اﺳﺖ‪ .‬ﺑﻪ ﻋﻨﻮان ﻣﺜﺎل آﻟﺪوﺳﻴﺮي و ﻫﻤﻜﺎران]‪ [8‬ازﻳﻦ روش ﺑﺮاي‬ ‫اﻧﺪازه ﮔﻴﺮي ﻣﺪول اﻻﺳﺘﻴﻚ و ﺳﺨﺘﻲ ﻛﺎﻣﭙﻮزﻳﺖ ﭘﻠﻲ آﻣﻴﺪ‪ /‬ﺳﻴﻠﻴﻜﺎت ﻻﻳﻪ اي‬ ‫اﺳﺘﻔﺎده ﻛﺮدﻧﺪ‪ .‬ﻫﻮدزﻳﻚ و ﻫﻤﻜﺎران]‪ [9‬ﻧﻴﺰ از آزﻣﻮن ﻣﺨﺘﻠﻒ اﻳﻦ روش ﺑـﺮاي‬ ‫ﺑﺮرﺳﻲ و ﺗﻮﺻﻴﻒ ﺧﻮاص ﻣﻴﻜﺮوﻣﻜﺎﻧﻴﻜﻲ ﭘﻠﻴﻤﺮﻫـﺎي ﺗﻘﻮﻳـﺖ ﺷـﺪه ﺑـﺎ ﺷﻴﺸـﻪ‬ ‫اﺳﺘﻔﺎده ﻛﺮدﻧﺪ‪.‬‬ ‫در اﻳﻦ ﭘﮋوﻫﺶ در اﺑﺘﺪا ﻛﺎﻣﭙﻮزﻳﺘﻲ ﺑﺎ درﺻـﺪﻫﺎي ﻣﺨﺘﻠـﻒ وزﻧـﻲ از ﻧـﺎﻧﻮذرات‬ ‫ﺳﻴﻠﻴﻜﺎ ﺑﻪ ﻫﻤﺮاه ‪ 20‬درﺻﺪ ﺛﺎﺑﺖ ﺣﺠﻤﻲ ﻓﻴﺒﺮ ﻛﺮﺑﻦ ﺑﺮﻳﺪه ﺷﺪه ﺳـﺎﺧﺘﻪ ﺷـﺪ‪.‬‬ ‫ﺳﭙﺲ ﻣﻮرﻓﻮﻟﻮژي و ﻧﺤﻮه ﺗﻮزﻳﻊ و اﻧﺪازه ذرات ﺗﻘﻮﻳﺖ ﻛﻨﻨﺪه ﻫﺎ ﺑـﺎ اﺳـﺘﻔﺎده از‬ ‫ﻣﻴﻜﺮوﻳﻜﻮپ اﻟﻜﺘﺮوﻧﻲ روﺑﺸﻲ‪ ٤‬ﻣﻮرد ﺑﺮرﺳﻲ ﻗﺮار ﮔﺮﻓﺖ‪.‬‬ ‫در ﺑﺮرﺳﻲ ﺧﻮاص ﻣﻜﺎﻧﻴﻜﻲ ﺑﺎ اﻧﺠﺎم ﺗﺴﺖ ﻧﺎﻧﻮﻧﻔﻮذ ﻣﺪول اﻻﺳـﺘﻴﻚ و ﺳـﺨﺘﻲ‬ ‫ﻧﻤﻮﻧﻪ ﻫﺎ اﻧﺪازه ﮔﻴﺮي ﺷﺪه و ﺳﭙﺲ ﺑﺎ اﺳﺘﻔﺎده از ﺗﺴﺖ ﻧـﺎﻧﻮﺧﺮاش ﺑـﻪ ﻫﻤـﺮاه‬ ‫ﻣﻴﻜﺮوﺳﻜﻮپ ﻧﻴﺮوي اﺗﻤﻲ‪ ٥‬ﺑﻪ ﺑﺮرﺳﻲ ﺧﻮاص ﻣﻜﺎﻧﻴﻜﻲ ﻓﺼﻞ ﻣﺸﺘﺮك ﻓﻴﺒـﺮ و‬ ‫ﻛﺮﺑﻦ در ﻛﺎﻣﭙﻮزﻳﺖ اوﻟﻴﻪ ‪ PEEK/SCF‬ﭘﺮداﺧﺘﻴﻢ‪.‬‬

‫ﺟﺪول ‪ :1‬ﺗﺮﻛﻴﺐ وزﻧﻲ ﻛﺎﻣﭙﻮزﻳﺖ‬ ‫‪Composite‬‬ ‫‪bulk‬‬ ‫)‪density(g/cm3‬‬ ‫‪1.320‬‬

‫‪Samples‬‬ ‫‪code‬‬

‫‪PEEK/(80‬‬ ‫‪vol. %)SCFs‬‬

‫‪Nano‬‬ ‫‪SiO2‬‬ ‫)‪(wt%‬‬ ‫‪Pure PEEK‬‬

‫‪PEEK‬‬

‫‪1.396‬‬

‫‪0‬‬

‫‪100‬‬

‫‪PS‬‬

‫‪1.400‬‬ ‫‪1.402‬‬

‫‪1‬‬ ‫‪1.5‬‬

‫‪99‬‬ ‫‪98.5‬‬

‫‪PS1S‬‬ ‫‪PS1.5S‬‬

‫‪1.404‬‬

‫‪2‬‬

‫‪98‬‬

‫‪PS2S‬‬

‫ﺑﺮرﺳﻲ ﺧﻮاص ﻣﻜﺎﻧﻴﻜﻲ‬ ‫ﺑﺮاي ﺑﺮرﺳﻲ ﺧـﻮاص ﻣﻜـﺎﻧﻴﻜﻲ ﻗﻄﻌـﺎت ﻛـﺎﻣﭙﻮزﻳﺘﻲ در اﻳـﻦ ﭘـﺮوژه از ﺗﺴـﺖ‬ ‫ﻧﺎﻧﻮﻧﻔﻮذ اﺳﺘﻔﺎده ﺷﺪ‪.‬‬ ‫ﺗﺴﺖ ﻧﺎﻧﻮﻧﻔﻮذ‬ ‫ﺗﺴﺖ ﻧﺎﻧﻮﻧﻔﻮذ ﺑﻪ ﺗﺎزﮔﻲ ﺑﻪ ﻋﻨﻮان ﻳﻚ اﺑﺰار ﻗﺪرﺗﻤﻨﺪ ﺑﺮاي اﻧﺪازه ﮔﻴﺮي ﺧـﻮاص‬ ‫ﻣﻜﺎﻧﻴﻜﻲ در ﻣﻘﻴﺎس ﻧﺎﻧﻮ و ﻣﻴﻜﺮو در ﺑﺎﻓﺖ ﻫﺎ و دﻳﮕﺮ ﺑﻴﻮﻣﺘﺮﻳﺎلﻫﺎ ﻣﻄﺮح ﺷـﺪه‬ ‫اﺳﺖ‪ .‬روش ﺑﺮرﺳﻲ ﺧﻮاص ﻣﻜﺎﻧﻴﻜﻲ در اﻳﻦ ﺗﺴﺖ ﺑﻪ ﻗﺮار زﻳﺮ اﺳﺖ‪:‬‬ ‫ﻣﻨﺤﻨﻲ ﻧﺸﺎن داده در ﺷﻜﻞ ‪ 1‬ﻧﻤﺎﻳﻨﺪه اي از داده ﻫﺎي ﺑﻮﺟﻮد آﻣﺪه از ﺗﺴـﺖ‬ ‫ﻧﺎﻧﻮﻧﻔﻮذ اﺳﺖ‪ .‬ﺑﺎ اﺳﺘﻔﺎده از روش اﻧﻄﺒﺎﻗﻲ‪ ،‬ﺳﺨﺘﻲ و ﻣﺪول اﻻﺳﺘﻴﻚ ﻛﺎﻫﺸﻲ‬ ‫‪ Er‬ﻛﻪ ﺑﻄﻮر ﻣﺴﺘﻘﻴﻢ از ﺗﺠﺰﻳﻪ ﺗﺤﻠﻴﻞ ﻧﻴﺮو‪ -‬ﺗﻐﻴﻴﺮ ﻣﻜﺎن ﺑﺪﺳـﺖ ﻣـﻲ آﻳـﺪ ﺑـﺎ‬ ‫اﺳﺘﻔﺎده از رواﺑﻂ زﻳﺮ ﺗﻮﺳﻂ ﻧﺮم اﻓﺰار ﺗﺮﻳﺒﻮوﻳﻮ‪ ٧‬ﻣﺤﺎﺳﺒﻪ ﻣﻲ ﺷﻮد]‪:[10‬‬ ‫‪ S‬ﺷﻴﺐ ﻣﻨﺤﻨﻲ در ﻫﻨﮕﺎم ﺑﺎرﺑﺮداري ﻣﻨﺤﻨﻲ ﻧﻴﺮو‪ -‬ﺗﻐﻴﻴﺮ ﻣﻜﺎن اﺳﺖ‪.‬‬

‫ﻓﻌﺎﻟﻴﺖ ﻫﺎي ﺗﺠﺮﺑﻲ‬ ‫ﻣﻮاد‬ ‫ﻣﻮاد اوﻟﻴﻪ ﻣﻮرد اﺳﺘﻔﺎده در اﻳﻦ ﭘﮋوﻫﺶ ﺑﻪ ﻗﺮار زﻳﺮ اﺳﺖ‪:‬‬ ‫ﭘﻠﻴﻤﺮ ‪ PEEK‬ﺑﻪ ﺻﻮرت ﮔﺮاﻧﻮل ﺳﺮي ﺑﺎﻳﻮﻣﺪﻳﻜﺎل‪ 450G‬ﺳﺎﺧﺖ ﺷﺮﻛﺖ‬ ‫‪ Victrex‬آﻟﻤﺎن ﺑﺎ داﻧﺴﻴﺘﻪ ﺗﺌوري ‪1.3 gr/cm3‬‬ ‫ﻓﻴﺒﺮ ﻛﺮﺑﻦ ﻛﻮﺗﺎه ﺑﺎ ﻗﻄﺮ‪ 5‬ﻣﻴﻜﺮوﻣﺘﺮ ﺑﺎ ﻣﺘﻮﺳﻂ ﻃﻮل ‪ 6‬ﻣﻴﻠﻲ ﻣﺘﺮ ﺳﺎﺧﺖ‬ ‫ﺷﺮﻛﺖ ‪ Torayca‬ژاﭘﻦ ﺑﺎ داﻧﺴﻴﺘﻪ ﺗﺌوري ‪1.87 gr/cm3‬‬ ‫ﻧﺎﻧﻮ ذرات اﺻﻼح ﺳﻄﺢ ﺷﺪه ﺳﻴﻠﻴﻜﺎ‪ ٦‬ﺳﺮي ‪ Aerosil 7200‬ﺳﺎﺧﺖ ﺷﺮﻛﺖ‬ ‫دﮔﻮﺳﺎي آﻟﻤﺎن ﺑﺎ ﻣﺘﻮﺳﻂ اﻧﺪازه ذرات ‪ 13‬ﻧﺎﻧﻮﻣﺘﺮ‪ ،‬ﺳﻄﺢ وﻳﮋه ‪-125 m2/g‬‬ ‫‪ 175‬و ﺑﺎ داﻧﺴﻴﺘﻪ ﺗﺌوري ‪2 gr/cm3‬‬

‫‪dP‬‬ ‫‪dh‬‬

‫)‪(1‬‬ ‫‪−1‬‬

‫)‪(2‬‬

‫= ‪S‬‬

‫‪2β‬‬

‫‪ 1 −ν 2 1 −ν i2 ‬‬ ‫‪×‬‬ ‫‪+‬‬ ‫= ‪S‬‬ ‫‪ × Ac‬‬ ‫‪Ei ‬‬ ‫‪π  E‬‬

‫‪ β‬ﺛﺎﺑﺖ ﻫﻨﺪﺳﻲ ﻓﺮوﺑﺮﻧﺪه‪ ν ،‬ﺿﺮﻳﺐ ﭘﻮاﺳﺎن و ‪ E‬ﻣﺪول اﻻﺳـﺘﻴﻚ ﻧﻤﻮﻧـﻪ و‬ ‫اﻧﺪﻳﺲ ‪ i‬ﻣﺮﺑﻮط ﺑﻪ ﻣﺸﺨﺼﺎت ﻓﺮوﺑﺮﻧﺪه اﺳﺖ‪ AC .‬ﻧﻴﺰ ﻣﺴﺎﺣﺖ ﺳﻄﺢ ﺗﻤـﺎس‬ ‫ﻓﺮوﺑﺮﻧﺪه ﺑﺎ ﻧﻤﻮﻧﻪ در ﺑﺎر ﺣﺪاﻛﺜﺮ اﺳـﺖ‪ .‬در ﻣـﻮرد ﻓﺮوﺑﺮﻧـﺪه ﺑﺮﻛـﻮوﻳﭻ‪ ٨‬ﺛﺎﺑـﺖ‬ ‫ﻫﻨﺪﺳﻲ ﺑﺮاﺑﺮ ‪ 1.034‬و ﺿﺮﻳﺐ ﭘﻮاﺳـﺎن و ﻣـﺪول اﻻﺳـﺘﻴﻚ آن ﺑﺘﺮﺗﻴـﺐ ﺑﺮاﺑـﺮ‬ ‫‪ 0.07‬و ‪ 1141GPa‬اﺳﺖ‪.‬‬ ‫در ﻧﺘﻴﺠﻪ ﻣﺪول اﻻﺳﺘﻴﻚ ﻛﺎﻫﺸﻲ ﻧﻤﻮﻧﻪ ﺧﻮاﻫﺪ ﺑﻮد ‪:‬‬

‫ﺳﺎﺧﺖ ﻛﺎﻣﭙﻮزﻳﺖ‬ ‫در اﻳﻦ ﭘﮋوﻫﺶ ﺑﺮاي ﺳﺎﺧﺖ ﻛﺎﻣﭙﻮزﻳﺖ از دﺳﺘﮕﺎه ﻣﺨﻠﻮط ﻛـﻦ داﺧﻠـﻲ ﻣـﺪل‬ ‫ﭘﻼﺳﺘﻴﻚ اوردر ﺳﺎﺧﺖ ﺷﺮﻛﺖ ﺑﺮاﺑﻨﺪر آﻟﻤﺎن اﺳﺘﻔﺎده ﺷـﺪ‪ .‬در اﺑﺘـﺪا ﭘﻠﻴﻤـﺮ و‬ ‫ﻓﻴﺒﺮ ﻛﺮﺑﻦ را ﺑﻪ ﻣﻨﻈﻮر ﺧﺸﻚ ﺷﺪن و ﺣﺬف آب ﺑـﻪ ﻣـﺪت ‪ 24‬ﺳـﺎﻋﺖ درون‬ ‫ﻛﻮره ﺧﻼ در دﻣﺎي ‪ 120‬درﺟﻪ ﻗﺮار دادﻳﻢ‪ .‬ﺑﺮاي ﺳﺎﺧﺖ ﭘﺲ از رﺳﻴﺪن دﻣـﺎي‬ ‫دﺳﺘﮕﺎه ﺑﻪ ‪ 400‬درﺟﻪ ﺳﺎﻧﺘﻴﮕﺮاد ﺳﺮﻋﺖ ﭼﺮﺧﺶ را ﺑﺮ روي ‪ 80rpm‬ﺗﻨﻈـﻴﻢ‬ ‫و ﻋﻤﻠﻴﺎت ﺳﺎﺧﺖ ﻛﺎﻣﭙﻮزﻳﺖ را آﻏﺎز ﻛﺮدﻳﻢ‪ .‬ﭘﺲ از اﺗﻤﺎم ﻛﺎﻣﭙﻮزﻳﺖ ﺳـﺎزي ﺑـﻪ‬ ‫ﻣﻨﻈﻮر ﺳﺎﺧﺖ ﻧﻤﻮﻧﻪ ﻫﺎ ﺟﻬﺖ اﻧﺠﺎم ﺗﺴﺖ ﻫﺎ در اﺑﺘﺪا ﺗﻮﺳﻂ دﺳـﺘﮕﺎه آﺳـﻴﺎب‬ ‫ﻧﻴﻤﻪ ﺻﻨﻌﺘﻲ ﻣﺪل رﺗﺴﭻ ‪ ZM200‬ﻛﺎﻣﭙﻮزﻳﺖ ﺑﺼﻮرت ﭘﻮدر ﺑـﺎ اﻧـﺪازه ذرات‬ ‫‪ 150‬ﻣﻴﻜﺮوﻣﺘﺮ آﻣﺎده ﺷﺪه و ﺳﭙﺲ ﺗﻮﺳﻂ دﺳﺘﮕﺎه ﭘﺮس ﮔﺮم در دﻣـﺎي ‪410‬‬ ‫و ﻓﺸﺎر ‪ 45 MPa‬ﻧﻤﻮﻧﻪ ﻫﺎ ﺑﺼﻮرت اﺳﺘﻮاﻧﻪ ﺗﻬﻴـﻪ ﺷـﺪ‪ .‬در ﺟـﺪول ‪ 1‬ﺗﺮﻛﻴـﺐ‬ ‫وزﻧﻲ ﻧﻤﻮﻧﻪ ﻫﺎ ﻣﺸﺨﺺ ﺷﺪه اﺳﺖ‪.‬‬

‫)‪(3‬‬

‫‪π‬‬ ‫‪S‬‬ ‫×‬ ‫‪2β‬‬ ‫‪Ac‬‬

‫= ‪E red‬‬

‫ﻛﻪ ﺑﺎ ﺗﻮﺟﻪ ﺑﻪ ارﺗﺒﺎط ﻣـﺎﺑﻴﻦ ﻣـﺪول اﻻﺳـﺘﻴﻚ ﺑـﺎ ﻣـﺪول اﻻﺳـﺘﻴﻚ ﻛﺎﻫﺸـﻲ‬ ‫ﺧﻮاﻫﻴﻢ داﺷﺖ‪:‬‬

‫‪2‬‬

‫‪Nanoindentation‬‬ ‫‪Nanoscratching‬‬ ‫‪4‬‬ ‫‪SEM‬‬ ‫‪5‬‬ ‫‪AFM‬‬ ‫‪6‬‬ ‫‪SiO2‬‬ ‫‪3‬‬

‫‪Triboview‬‬ ‫‪Berkovich‬‬

‫‪2‬‬

‫‪7‬‬ ‫‪8‬‬

‫‪E‬‬ ‫‪1 −ν 2‬‬

‫)‪(4‬‬

‫= ‪E red‬‬

‫و ﺳﺨﺘﻲ ﻣﺤﺎﺳﺒﻪ ﺧﻮاﻫﺪ ﺷﺪ ﺑﺎ ‪:‬‬

‫‪PMax‬‬ ‫‪Ac‬‬

‫)‪(5‬‬

‫= ‪H‬‬ ‫ﺷﻜﻞ ‪ :3‬ﻧﺤﻮي اﻋﻤﺎل ﻧﻴﺮو ﺑﺮاي اﻧﺠﺎم آزﻣﻮن ﻧﺎﻧﻮﺧﺮاش‬

‫ﻃﻮل ﺧﺮاش ﺑﺮاي ﺗﻤﺎﻣﻲ ﻧﻤﻮﻧﻪ ﻫﺎ ‪ 4‬ﻣﻴﻜﺮوﻣﺘﺮ ﺗﻌﺮﻳﻒ ﺷﺪ‪ .‬راﻳﺎﻧـﻪ ي ﻣﺘﺼـﻞ‬ ‫ﺑﻪ دﺳﺘﮕﺎه در ﻃﻮل اﻧﺠﺎم آزﻣﻮن ﺑﺎ ﻣﺤﺎﺳﺒﻪ ي ﻧﻴﺮوي ﻣﻤﺎﺳﻲ ﺑﻪ ﻃـﻮر ﻟﺤﻈـﻪ‬ ‫اي و ﺗﻘﺴﻴﻢ آن ﺑﺮ ﻧﻴﺮوي ﻋﻤﻮدي‪ ،‬ﺿﺮﻳﺐ اﺻﻄﻜﺎك ﻟﺤﻈﻪ اي را ﻣﺤﺎﺳﺒﻪ ﻣﻲ‬ ‫ﻛﻨﺪ‪ .‬ﻫﻤﭽﻨﻴﻦ ﺟﺎﺑﺠﺎﻳﻲ اﻓﻘﻲ و ﻋﻤﻮدي ﻫﺮم اﻟﻤﺎﺳﻪ ﺑﻪ ﺻﻮرت ﻟﺤﻈﻪ اي ﺛﺒﺖ‬ ‫ﻣﻲ ﺷﻮد‪ .‬ﺳﺮﻋﺖ ﺣﺮﻛﺖ ﻫﺮم اﻟﻤﺎﺳﻪ ﺣﻴﻦ اﻳﺠﺎد ﺧـﺮاش ‪ 0/13‬ﻣﻴﻜﺮوﻣﺘـﺮ ﺑـﺮ‬ ‫ﺛﺎﻧﻴﻪ اﺳﺖ‪ .‬در اﻳﻦ آزﻣﻮن‪ ،‬ﺗﻐﻴﻴﺮات ﺷﺪﻳﺪ در ﻣﻘﺎدﻳﺮ ﻧﻴﺮوي ﻣﻤﺎﺳﻲ و ﺿـﺮﻳﺐ‬ ‫اﺻﻄﻜﺎك ﻣﻌﺮف ﺗﻐﻴﻴﺮات ﻓﺎزي ﻣﻲ ﺑﺎﺷﺪ ﻛﻪ ﺑﻪ اﻳـﻦ ﻃﺮﻳـﻖ ﻣـﻲ ﺗـﻮان ﻓﺼـﻞ‬ ‫ﻣﺸﺘﺮك ﺑﻴﻦ دو ﻓﺎز را ﺑﺎ ﺗﻮﺟﻪ ﺑﻪ ﺷﻴﺐ ﺗﻐﻴﻴـﺮات اﺗﻔـﺎق اﻓﺘـﺎده در ﺣﺮﻛـﺖ از‬ ‫ﻳﻚ ﻓﺎز ﺑﻪ ﻓﺎز دﻳﮕﺮ ﺑﺮرﺳﻲ ﻛﺮد‪ .‬ﺑﺮاي اﻧﺠﺎم اﻳﻦ آزﻣﻮن از ﻧﻤﻮﻧﻪ ﻫـﺎي آزﻣـﻮن‬ ‫ﻧﺎﻧﻮﺳﺨﺘﻲ اﺳﺘﻔﺎده ﺷـﺪ‪ .‬از ﻫـﺮ ﻧﻤﻮﻧـﻪ ﺳـﻪ آزﻣـﻮن ﻧـﺎﻧﻮ ﺧـﺮاش ﺑـﻪ ﻃـﻮل ‪4‬‬ ‫ﻣﻴﻜﺮوﻣﺘﺮ در ﻣﺤﻞ ﻫﺎ و ﺟﻬﺎت ﺗﺼﺎدﻓﻲ ﮔﺮﻓﺘﻪ ﺷﺪ‪.‬‬

‫ﺷﻜﻞ ‪ :1‬ﺧﺮوﺟﻲ دادهﻫﺎي ﺗﺴﺖ ﻧﺎﻧﻮﻧﻔﻮذ‬ ‫اﻳﻦ ﺗﺴﺖ ﺑﺎ اﺳﺘﻔﺎده از دﺳﺘﮕﺎه ﺳﻴﺴﺘﻢ ﺗﺮﻳﺒﻮاﺳﻜﻮپ‪ ( Histron Inc.) ٩‬ﺑـﺎ‬ ‫ﻳﻚ ﻓﺮوﺑﺮﻧﺪه ﺑﺮﻛﻮوﻳﭻ ﺑﺎ ﺣﺪاﻛﺜﺮ ﻧﻴﺮوي اﻋﻤﺎﻟﻲ ‪ 70‬ﻣﻴﻜﺮوﻧﻴـﻮﺗﻦ اﻧﺠـﺎم ﺷـﺪ‪.‬‬ ‫دﺳﺘﮕﺎه در اﺑﺘﺪا ﺑﺎ اﺳﺘﻔﺎده از ﻧﻤﻮﻧﻪ اﺳﺘﺎﻧﺪارد ﻛﻮارﺗﺰ ﻛﺎﻟﻴﺒﺮه ﺷﺪ‪ .‬ﻣـﺪت زﻣـﺎن‬ ‫ﺑﺎر ﮔﺬاري و ﺑﺎرﺑﺮداري ﻫﺮ ﻛﺪام ‪ 5‬ﺛﺎﻧﻴﻪ ﺑﺪون ﻣﺪت زﻣﺎن ﻧﮕﻬﺪاري در ﻧﻴـﺮوي‬ ‫ﺣﺪاﻛﺜﺮ ﺑﻮد ﻛﻪ در ﺷﻜﻞ ‪ 2‬ﻧﺸﺎن داده ﺷـﺪه اﺳـﺖ‪ .‬ﺑـﺎ ﻣﻴـﺎﻧﮕﻴﻦﮔﻴـﺮي از ‪30‬‬ ‫ﻧﻘﻄﻪ ﺑﻪ ﺻﻮرت ﺗﺼﺎدﻓﻲ ﺑﻪ ﺑﺮرﺳﻲ ﺧﻮاص ﻣﻜﺎﻧﻴﻜﻲ ﻧﻤﻮﻧﻪ ﻫﺎي ﻛـﺎﻣﭙﻮزﻳﺘﻲ از‬ ‫ﺟﻤﻠﻪ ﻣﺤﺎﺳﺒﻪ ﻣﺪول اﻻﺳﺘﻴﻚ و ﺳﺨﺘﻲ ﭘﺮداﺧﺘﻴﻢ‪.‬‬

‫ﺑﺮرﺳﻲ ﺗﻮﭘﻮﮔﺮاﻓﻲ ﺳﻄﺢ ﻧﻤﻮﻧﻪ ﻫﺎي ﻧﺎﻧﻮ ﺧﺮاش‬ ‫ﺟﻬﺖ ﺑﺮرﺳﻲ و ﻣﻘﺎﻳﺴﻪ ي ﻣﻴﺰان ﺗﻐﻴﻴﺮ ﻓﺮم ﭘﻼﺳﺘﻴﻚ اﻳﺠﺎد ﺷـﺪه در ﺳـﻄﻮح‬ ‫ﻧﻤﻮﻧﻪ ﻫﺎ ﭘﺲ از آزﻣﻮن ﻧﺎﻧﻮ ﺧﺮاش‪ ،‬از ﻳﻚ دﺳﺘﮕﺎه ﻣﻴﻜﺮوﺳﻜﻮپ ‪ AFM‬ﻣـﺪل‬ ‫ﺻﺘﺎﻳﻊ دﻳﺠﻴﺘﺎل‪ ١٠‬ﻛﻪ ﺑﻪ دﺳـﺘﮕﺎه ﻧﺎﻧﻮﺳـﺨﺘﻲ ﻣﺘﺼـﻞ ﺑـﻮده و ﭘـﺲ از اﻧﺠـﺎم‬ ‫آزﻣﻮن ﺑﻼﻓﺎﺻﻠﻪ از ﺗﻐﻴﻴﺮ ﻓﺮم اﻳﺠﺎد ﺷﺪه ﺗﻮﺳﻂ ﻫﺮم اﻟﻤﺎﺳﻪ ﻋﻜﺲ ﻣـﻲ ﮔﻴـﺮد‪،‬‬ ‫اﺳﺘﻔﺎده ﺷﺪ‪ .‬ﺑﺎ ارزﻳﺎﺑﻲ اﻳﻦ ﭘﺎراﻣﺘﺮ‪ ،‬ﻣﻲ ﺗﻮان ﻧﻤﻮﻧﻪ ﻫﺎ را از ﻧﻘﻄﻪ ﻧﻈﺮ ﻣﻘﺎوﻣـﺖ‬ ‫ﺑﻪ ﺗﻐﻴﻴﺮ ﻓﺮم ﭘﻼﺳﺘﻴﻚ ﻣﻘﺎﻳﺴﻪ ﻛﺮد‪.‬‬ ‫ﻧﺘﺎﻳﺞ و ﺑﺤﺚ‬ ‫ﺑﺮرﺳﻲ ﻣﻮرﻓﻮﻟﻮژي‬ ‫ﺟﻬﺖ ﺷﻨﺎﺳﺎﻳﻲ ﻧﻤﻮﻧﻪ ﻫﺎ از ﻣﻴﻜﺮوﺳﻜﻮب اﻟﻜﺘﺮوﻧﻲ روﺑﺸـﻲ اﺳـﺘﻔﺎده ﺷـﺪ‪ .‬در‬ ‫ﺷــﻜﻞ‪ 4‬ﺗﺼــﺎوﻳﺮ ‪ SEM‬ﻧﻤﻮﻧــﻪ ‪ PS2S‬و ‪ PS‬آورده ﺷــﺪه اﺳــﺖ‪ .‬ﺟﻬــﺖ‬ ‫‪١١‬‬ ‫ﺷﻨﺎﺳﺎﻳﻲ ذرات و ﻓﻴﺒﺮ از ﺗﺼـﻮﻳﺮ ﺑـﺮداري ﺗﻮﺳـﻂ اﻟﻜﺘـﺮون ﻫـﺎي ﺑﺮﮔﺸـﺘﻲ‬ ‫اﺳﺘﻔﺎده ﺷﺪ‪ .‬در ﺷﻜﻞ ‪) 4‬اﻟﻒ( و )ب( در ﺑﺰرﮔﻨﻤﺎﻳﻲ ‪ 200‬و ‪ 1000‬ﻓﻴﺒﺮﻫﺎ ﺑـﺎ‬ ‫ﻗﻄﺮ ‪ 5‬ﻣﻴﻜﺮون و ﻃـﻮلﻫـﺎي ﻣﺘﻔـﺎوت ﺑـﻴﻦ‪ 20‬ﺗـﺎ ‪ 150‬ﻣﻴﻜﺮوﻣﺘـﺮ ﻣﺸـﺨﺺ‬ ‫ﻫﺴﺘﻨﺪ‪ .‬در ﺷﻜﻞ ‪) 4‬ج( و )د( ﺑﻪ ﺗﺮﺗﻴﺐ ﻧﻤﻮﻧﻪﻫﺎي ﺣﺎوي ‪ 1‬و ‪ 2‬درﺻﺪ وزﻧـﻲ‬ ‫ﻧﺎﻧﻮﺳﻴﻠﻴﻜﺎ آورده ﺷﺪه اﺳﺖ‪ .‬در اﻳﻦ ﺗﺼﺎوﻳﺮ ﭘﺲ از ﺷﻨﺎﺳﺎﻳﻲ ﻓـﺎز ﺳـﻴﻠﻴﻜﺎ ﻛـﻪ‬ ‫در ﺷﻜﻞ ﻋﻼﻣﺖ ﮔﺬاري ﺷﺪه اﺳﺖ ﺑﺎ اﺳﺘﻔﺎده از آﻧﺎﻟﻴﺰ اﻧـﺮژي ﭘـﺮاش اﺷـﻌﻪ‪X‬‬ ‫)ﺷﻜﻞ ‪)4‬ر(( اﺛﺒﺎت ﺷﺪ ﻛﻪ ﺑﺎ اﮔﻠﻮﻣﺮه ﺷﺪه ﻧـﺎﻧﻮذرات ﺳـﻴﻠﻴﻜﺎ اﻧـﺪازه ذرات ﺑـﻪ‬ ‫ﺣﺪود ﻳﻚ ﻣﻴﻜﺮوﻣﺘﺮ ﻧﻴﺰ رﺳﻴﺪه اﺳﺖ‪.‬‬

‫ﺷﻜﻞ ‪ :2‬ﺗﺎﺑﻊ ﺑﺎرﮔﺬاري‪ -‬ﺑﺎرﺑﺮداري ﺑﺎ ﺣﺪاﻛﺜﺮ ﻧﻴﺮوي ‪ 70‬ﻣﻴﻜﺮوﻧﻴﻮﺗﻦ‬ ‫ﺗﺴﺖ ﻧﺎﻧﻮﺧﺮاش‬ ‫ﺟﻬﺖ اﺛﺒﺎت وﺟﻮد و ﺑﺮرﺳﻲ ﺿﺨﺎﻣﺖ ﻓﺼﻞ ﻣﺸﺘﺮك اﻳﺠﺎد ﺷـﺪه ﺑـﻴﻦ اﻟﻴـﺎﻓﻲ‬ ‫ﻛﺮﺑﻦ و ﭘﻠﻴﻤﺮ زﻣﻴﻨﻪ‪ ،‬از آزﻣﻮن ﻧﺎﻧﻮ ﺧﺮاش اﺳـﺘﻔﺎده ﺷـﺪ‪ .‬اﻳـﻦ آزﻣـﻮن ﺗﻮﺳـﻂ‬ ‫دﺳﺘﮕﺎه آزﻣﻮن ﻧﺎﻧﻮ ﺳﺨﺘﻲ اﻧﺠﺎم ﮔﺮﻓﺖ‪ .‬در اﻳﻦ آزﻣﻮن‪ ،‬ﻫﺮم اﻟﻤﺎﺳﻪ اﺑﺘـﺪا وارد‬ ‫ﻧﻤﻮﻧﻪ ﺷﺪه و ﺳﭙﺲ ﻣﺴﺎﻓﺘﻲ را در ﻧﻤﻮﻧﻪ ﻃﻲ ﻣﻲ ﻛﻨﺪ و ﺳﭙﺲ از ﻧﻤﻮﻧﻪ ﺧـﺎرج‬ ‫ﻣﻲ ﺷﻮد‪ .‬ﻧﺤﻮي اﻋﻤﺎل ﻧﻴﺮو ﺑﺮاي اﻧﺠﺎم آزﻣﻮن در ﺷﻜﻞ ‪ 3‬آﻣﺪه اﺳﺖ‪.‬‬

‫‪System Triboscobe‬‬

‫‪Digital Instruments‬‬ ‫‪BSE‬‬

‫‪9‬‬

‫‪3‬‬

‫‪10‬‬ ‫‪11‬‬

‫ﺷﻜﻞ ‪ :4‬اﻟﻒ( ‪ SEM‬ﻧﻤﻮﻧﻪ ‪ PS‬در ﺑﺰرﮔﻨﻤﺎﻳﻲ ‪200X‬ب( ﺑﺰرﮔﻨﻤﺎﻳﻲ ‪1000X‬ج( ﻧﻤﻮﻧﻪ ‪ PS1S‬د( ﻧﻤﻮﻧﻪ ‪ PS2S‬ر( ‪ EDS‬ﻧﻘﺎط ﻣﺸـﺨﺺ ﺷـﺪه در ﺗﺼـﺎوﻳﺮ ج و د‬ ‫آزﻣﻮن ﻧﺎﻧﻮﻧﻔﻮذ و ﺑﺮرﺳﻲ ﺧﻮاص ﻣﻜﺎﻧﻴﻜﻲ‬ ‫ﻫﻤﺎن ﻃﻮر ﻛﻪ ﻗﺒﻼ ﺗﻮﺿﻴﺢ داده ﺷﺪ ﺑﺮاي ﺑﺮرﺳﻲ ﻣﺪول اﻻﺳﺘﻴﻚ و ﺳﺨﺘﻲ از‬ ‫ﺗﺴﺖ ﻧﺎﻧﻮﻧﻔﻮذ و ﺑﺎ اﺳﺘﻔﺎده از ﻣﻨﺤﻨﻲ ﺑﺎرﮔﺬاري‪ -‬ﺑﺎرﺑﺮداري ﺑﺎ ﺑﻜﺎرﮔﻴﺮي از‬ ‫رواﺑﻂ اﻟﻴﻮر و ﻓﺎر ]‪ [10‬ﺑﺎ ﺣﺪاﻛﺜﺮ ﻧﻴﺮوي ‪ 70‬ﻣﻴﻜﺮوﻧﻴﻮﺗﻦ ﺑﺪون زﻣﺎن‬ ‫ﻧﮕﻬﺪاري در اوج ﺑﺎر و ﺑﺎ ﻣﻴﺎﻧﮕﻴﻦ ﮔﻴﺮي از ‪ 30‬ﻧﻘﻄﻪ ﻣﺨﺘﻠﻒ ﻧﻤﻮﻧﻪ ﻫﺎ اﻧﺠﺎم‬ ‫ﺷﺪ‪.‬‬ ‫ﺑﺮرﺳﻲ ﻣﺪول اﻻﺳﺘﻴﻚ‬ ‫ﻧﺘﺎﻳﺞ ﺣﺎﺻﻞ از ﺑﺮرﺳﻲ ﻣﺪول اﻻﺳـﺘﻴﻚ ﻧﻤﻮﻧـﻪ ﻫـﺎ در ﺷـﻜﻞ ‪) 5‬اﻟـﻒ( و)ب(‬ ‫ﻧﺘﺎﻳﺞ ﻗﺎﺑﻞ ﻣﺸﺎﻫﺪه اﺳﺖ‪ .‬ﻫﻤﺎن ﻃﻮر ﻛﻪ ﻣﺸﺨﺺ اﺳﺖ اﻓﺰودن ﻓﻴﺒﺮ ﻛﺮﺑﻦ ﺑـﻪ‬

‫زﻣﻴﻨﻪ ﭘﻠﻴﻤﺮي ﺑﻪ ﻣﻴﺰان ﻗﺎﺑﻞ ﺗﻮﺟﻬﻲ ﺳﺒﺐ اﻓﺰاﻳﺶ ﻣﺪول اﻻﺳﺘﻴﻚ ﻣﻲ ﺷـﻮد‪.‬‬ ‫در واﻗﻊ ﺑﺎ اﻓﺰودن ‪ 20‬درﺻﺪ ﺣﺠﻤﻲ ﻓﻴﺒﺮ ﻛﺮﺑﻦ ﺑﺮﻳﺪه ﺷﺪه ﻣـﺪول اﻻﺳـﺘﻴﻚ‬ ‫ﺟﻬﺶ ‪ %143‬داﺷﺘﻪ اﺳﺖ ﺑﻪ ﻃﻮري ﻛﻪ از‪ 3.71‬ﺑﻪ ‪ 9.01‬رﺳـﻴﺪه اﺳـﺖ‪ .‬اﻳـﻦ‬ ‫اﻓﺰاﻳﺶ ﺑﻪ درﺻﺪ ﺑﺎﻻي ﺣﺠﻤﻲ ﻓﻴﺒﺮ‪ ،‬ﺗﻮزﻳﻊ ﻣﻨﺎﺳﺐ‪ ،‬ﭼﺴﺒﻨﺪﮔﻲ ﻣﻄﻠـﻮب آﻧﻬـﺎ‬ ‫ﺑﺎ زﻣﻴﻨﻪ و ﺑﺎ ﺗﻮﺟﻪ ﺑﻪ ﺳﺎﺧﺘﺎر ﻫﮕﺰاﮔﻮﻧـﺎل ﻓﻴﺒـﺮ ﻛـﺮﺑﻦ و ﺑﺮﺧـﻮرد ﺑـﺎ زﻧﺠﻴـﺮه‬ ‫ﭘﻠﻴﻤﺮي ﺑﺮ ﻣﻲ ﮔﺮدد‪ .‬ﻫﻢ ﭼﻨﻴﻦ ﻣﺸـﺨﺺ ﺷـﺪ اﻓـﺰودن ﺟـﺰ ﺳـﻮم ﻳـﺎ ﻫﻤـﺎن‬ ‫ﻧﺎﻧﻮﺳﻴﻠﻴﻜﺎ ﻧﻴﺰ ﺳﺒﺐ ﺗﻐﻴﻴﺮات در ﺧﻮاص ﻣﻜﺎﻧﻴﻜﻲ از ﺟﻤﻠـﻪ ﻣـﺪول اﻻﺳـﺘﻴﻚ‬ ‫ﺧﻮاﻫﺪ داﺷﺖ ﺑﻪ ﻃـﻮري ﻛـﻪ ﺑـﺎ اﻓـﺰودن ‪ 2‬درﺻـﺪ وزﻧـﻲ ﻧﺎﻧﻮﺳـﻴﻠﻴﻜﺎ ﻣـﺪول‬ ‫اﻻﺳﺘﻴﻚ ﺑﺎ رﺷﺪ ‪ %44‬ﻧﺴـﺒﺖ ﺑـﻪ ﺣﺎﻟـﺖ ‪ PEEK/SCF‬از ‪ 9.01‬ﺑـﻪ ‪12.98‬‬ ‫رﺳﻴﺪه اﺳﺖ‪ .‬ﻫﻤﺎن ﻃﻮر ﻛﻪ در ﺷﻜﻞ ‪ 5‬ﻧﻴﺰ ﻣﺸﺨﺺ اﺳﺖ ﺑﺎ اﻓـﺰودن ﺑﻴﺸـﺘﺮ‬ ‫ﻧﺎﻧﻮذرات ﻣﺪول اﻻﺳﺘﻴﻚ اﻓﺰاﻳﺶ ﻣﻲﻳﺎﺑﺪ ﻛﻪ ﺑﻴﺎﻧﮕﺮ ﭘﺮاﻛﻨـﺪﮔﻲ ﻣﻨﺎﺳـﺐ ذرات‬ ‫ﺧﻮاﻫﺪ ﺑﻮد‪ .‬ﺗﻐﻴﻴﺮات ﺑﺎﻻﺗﺮ اﻓﺰودن ﻓﻴﺒﺮﻛﺮﺑﻦ ﻧﺴـﺒﺖ ﺑـﻪ ﻧـﺎﻧﻮذرات ﺑـﻪ درﺻـﺪ‬

‫ﺣﺠﻤﻲ ﺑﺎﻻﻳﻲ ﻓﻴﺒﺮﻛﺮﺑﻦ)‪20‬درﺻﺪ( ﻧﺴـﺒﺖ ﺑـﻪ ﻧـﺎﻧﻮذرات)‪ 0.7‬ﺗـﺎ ‪ (1.4‬ﺑﺮﻣـﻲ‬ ‫ﮔﺮدد‪.‬‬

‫ﺷﻜﻞ ‪ :6‬ﺳﺨﺘﻲ ﻧﻤﻮﻧﻪ ﻫﺎي ﻛﺎﻣﭙﻮزﻳﺘﻲ اﻟﻒ( ﻧﻤﻮدار ﺳﺘﻮﻧﻲ ب( ﻧﻤﻮدار ﺧﻄﻲ‬ ‫ﺷﻜﻞ ‪ :5‬ﻧﻤﻮدار ﻣﺪول اﻻﺳﺘﻴﻚ ﻧﻤﻮﻧﻪ ﻫﺎي ﻛﺎﻣﭙﻮزﻳﺘﻲ اﻟﻒ( ﻧﻤﻮدار ﺳﺘﻮﻧﻲ‬ ‫ب( ﻧﻤﻮدار ﺧﻄﻲ‬

‫آزﻣﻮن ﻧﺎﻧﻮﺧﺮاش و ﺑﺮرﺳﻲ ﻓﺼﻞ ﻣﺸﺘﺮك اﻟﻴﺎف‪/‬ﭘﻠﻴﻤﺮ‬

‫ﻫﻤﺎن ﻃﻮر ﻛﻪ ﺗﻮﺿـﻴﺢ داده ﺷـﺪ آزﻣـﻮن ﻧـﺎﻧﻮ ﺧـﺮاش ﺟﻬـﺖ ارزﻳـﺎﺑﻲ ﻓﺼـﻞ‬ ‫ﻣﺸﺘﺮك ﺗﺸﻜﻴﻞ ﺷﺪه ﺑﻴﻦ اﻟﻴﺎﻓﻲ ﻛﺮﺑﻦ و ﭘﻠﻴﻤﺮ زﻣﻴﻨﻪ اﻧﺠﺎم ﺷﺪ‪ .‬روي ﻫﺮ ﻳﻚ‬ ‫ﻧﻤﻮﻧﻪ ﻫﺎ ﺳﻪ ﺧﺮاش ﺑﻪ ﻃﻮل ‪ 4‬ﻣﻴﻜﺮوﻣﺘﺮ در ﻣﻜﺎن ﻫﺎي ﺗﺼـﺎدﻓﻲ اﻧﺠـﺎم ﺷـﺪ‪.‬‬ ‫در اداﻣﻪ ﺑﻪ ﺑﺮرﺳﻲ و ﻣﻘﺎﻳﺴﻪ ي دو ﺧﺮاش از اﻳﻦ ﺧﺮاش ﻫﺎ ﭘـﺮداﺧﺘﻴﻢ ﻛـﻪ در‬ ‫اوﻟﻲ ﻫﺮم اﻟﻤﺎﺳﻪ ﻛﻞ ﻃﻮل ﺧﺮاش را روي ﭘﻠﻴﻤـﺮ زﻣﻴﻨـﻪ ﻃـﻲ ﻛـﺮده وﻟـﻲ در‬ ‫ﺧﺮاش دوم ﻫﺮم اﻟﻤﺎﺳﻪ ﺑﺎ ﻃﻲ ﻣﺴﻴﺮي ﻛﻪ از ﭘﻠﻴﻤﺮ زﻣﻴﻨـﻪ ﺷـﺮوع ﺷـﺪه و ﺑـﻪ‬ ‫ﻓﻴﺒﺮ ﻛﺮﺑﻦ ﺧﺘﻢ ﻣﻲ ﺷﺪ‪ ،‬ﻃﻮل ﻓﺼﻞ ﻣﺸﺘﺮك ﺗﺸﻜﻴﻞ ﺷﺪه ﺑﻴﻦ ﻓﻴﺒﺮ ﻛـﺮﺑﻦ و‬ ‫ﭘﻠﻴﻤﺮ زﻣﻴﻨﻪ را ﭘﻴﻤﻮده اﺳﺖ‪ .‬در اﻳﻦ آزﻣﻮن ﺑﺎ ﭘﻴﺸﺮوي ﻫﺮم اﻟﻤﺎﺳﻪ در ﻧﻤﻮﻧـﻪ‪،‬‬ ‫ﺟﺎﺑﺠﺎﻳﻲ ﻋﻤﻮدي و ﺟﺎﺑﺠـﺎﻳﻲ اﻓﻘـﻲ ﻧـﻮك ﻫـﺮم اﻟﻤﺎﺳـﻪ و ﻫﻤﭽﻨـﻴﻦ ﻧﻴـﺮوي‬ ‫ﻣﻤﺎﺳﻲ وارد ﺷﺪه ﺑﻪ ﻧﻮك ﻫﺮم اﻧﺪازه ﮔﻴـﺮي و ﺛﺒـﺖ ﺷـﺪ‪ .‬از ﺗﻘﺴـﻴﻢ ﻧﻴـﺮوي‬ ‫ﻣﻤﺎﺳﻲ ﻣﺤﺎﺳﺒﻪ ﺷﺪه ﺑﻪ ﻧﻴﺮوي ﻋﻤﻮدي اﻋﻤـﺎﻟﻲ‪ ،‬ﺿـﺮﻳﺐ اﺻـﻄﻜﺎك ﻣﺤﺎﺳـﺒﻪ‬ ‫ﻣﻲ ﺷﻮد ﻛﻪ ﻣﻌﺮوف ﺑﻪ ﺿﺮﻳﺐ اﺻـﻄﻜﺎك ﻣﻴﻜﺮوﻧـﻲ اﺳـﺖ‪ .‬ﻫﻤﭽﻨـﻴﻦ ﺗﺼـﻮﻳﺮ‬ ‫ﺗﻮﭘﻮﮔﺮاﻓﻲ ﺧﺮاش اﻳﺠﺎد ﺷﺪه ﺑﻪ ﺻـﻮرت درﺟـﺎ ﺗﻮﺳـﻂ ﻣﻴﻜﺮوﺳـﻜﻮپ ‪AFM‬‬ ‫ﻣﺘﺼﻞ ﺑـﻪ دﺳـﺘﮕﺎه ﺛﺒـﺖ ﻣـﻲ ﺷـﻮد‪ .‬اﻳـﻦ روش ارزﻳـﺎﺑﻲ ﻓﺼـﻞ ﻣﺸـﺘﺮك در‬ ‫ﻛﺎﻣﭙﻮزﻳﺖ ﻫﺎي ﭘﻠﻴﻤﺮي اوﻟﻴﻦ ﺑﺎر ﺗﻮﺳﻂ ﻫﻮدزﻳﻚ و ﻫﻤﻜﺎراﻧﺶ ]‪ [9‬اراﺋﻪ ﺷﺪه‬ ‫اﺳﺖ‪ .‬ﺷﻜﻞ ‪ 7‬ﺗﺼـﺎوﻳﺮ ﺗﻮﭘـﻮﮔﺮاﻓﻲ دو ﺧـﺮاش اﻳﺠـﺎد ﺷـﺪه روي ﻧﻤﻮﻧـﻪ اي از‬ ‫ﻛﺎﻣﭙﻮزﻳﺖ ‪ PS2S‬و ﻫﻤﭽﻨﻴﻦ اﻃﻼﻋﺎت ﺑﺪﺳﺖ آﻣﺪه از اﻳﻦ دو ﺧـﺮاش ﺷـﺎﻣﻞ‬ ‫ﺟﺎﺑﺠــﺎﻳﻲ ﻋﻤــﻮدي ﻧــﻮك ﻫــﺮم اﻟﻤﺎﺳــﻪ و ﺿــﺮﻳﺐ اﺻــﻄﻜﺎك را ﺑــﻪ ﺻــﻮرت‬ ‫ﻧﻤﻮدارﻫﺎﻳﻲ ﺑﺮ ﺣﺴﺐ ﺟﺎﺑﺠﺎﻳﻲ اﻓﻘﻲ ﻧﻤﺎﻳﺶ ﻣﻲدﻫﺪ‪.‬‬

‫ﺑﺮرﺳﻲ ﺳﺨﺘﻲ‬ ‫ﻫﻤﺎﻧﻨﺪ ﺑﺮرﺳﻲ ﻣﺪول اﻻﺳﺘﻴﻚ در ﺗﺴﺖ ﻧﺎﻧﻮﻧﻔﻮذ‪ ،‬ﺳﺨﺘﻲ ‪ 5‬ﻧﻤﻮﻧﻪ ﺑﺎ ﻣﻴـﺎﻧﮕﻴﻦ‬ ‫ﮔﺮﻓﺘﻦ از ‪ 30‬ﻧﻘﻄﻪ ﺑﻪ ﻃﻮر ﺗﺼﺎدﻓﻲ از ﻧﻤﻮﻧﻪ ﺑﺪﺳﺖ آﻣـﺪ‪ .‬ﻧﻤـﻮدار ﻧﺘـﺎﻳﺞ اﻳـﻦ‬ ‫ﺗﺴﺖ در ﺷﻜﻞ ‪ 6‬ﻣﺸﺎﻫﺪه ﻣﻲ ﺷﻮد‪ .‬ﻫﻤﺎﻧﻨﺪ ﺗﺴﺖ ﻣﻴﻜﺮوﺳﺨﺘﻲ ﻣﺸﺎﻫﺪه ﺷـﺪ‬ ‫ﺳﺨﺘﻲ ﻧﻤﻮﻧﻪ ﻫﺎ در ﻣﻘﻴﺎس ﻧﺎﻧﻮ ﺑﺎ اﻓﺰودن ﻓﻴﺒﺮ ﻛﺮﺑﻦ ﺗﻐﻴﻴﺮات ﺷﺪﻳﺪي داﺷـﺘﻪ‬ ‫ﻛﻪ اﻳﻦ ﺗﻐﻴﻴﺮات ﺑﺎ اﻓﺰودن ﻧﺎﻧﻮذرات ﺑﻪ دﻟﻴﻞ ﺣﺠﻢ ﻛﻤﺘﺮ اﺧـﺘﻼط ﻧﺎﻣﺤﺴـﻮس‬ ‫ﺗﺮ اﺳﺖ ﭘﺲ اﻃﻼﻋﺎت ﺧﺮوﺟـﻲ ﺗﺴـﺖ ﻣﻴﻜﺮوﺳـﺨﺘﻲ را ﺗﺎﻳﻴـﺪ ﻣـﻲ ﻛﻨـﺪ‪ .‬ﺑـﺎ‬ ‫اﻓﺰودن ‪ %20‬ﺣﺠﻤﻲ ﻓﻴﺒﺮ ﻛﺮﺑﻦ ﺳﺨﺘﻲ ﻛﺎﻣﭙﻮزﻳﺖ ﺑﻪ ‪ 0.63 GPa‬رﺳﻴﺪه ﻛﻪ‬ ‫ﺑﺎ اﻓﺰودن ﻧﺎﻧﻮذرات ﺳﻴﻠﻴﻜﺎ ﺗﺎ ‪ 2‬درﺻﺪ ﺳﺨﺘﻲ ﺑﺎ ‪ %22‬اﻓﺰاﻳﺶ ﺑـﻪ ﻋـﺪد ‪GPa‬‬ ‫‪ 0.67‬رﺳﻴﺪ‪.‬‬

‫‪5‬‬

‫)اﻟﻒ(‬

‫)ب(‬

‫)د‬

‫)ج (‬

‫ﺷﻜﻞ ‪ :7‬ﺗﺼﺎوﻳﺮ ﺗﻮﭘﻮﮔﺮاﻓﻲ دو ﺧﺮاش اﻳﺠﺎد ﺷﺪه روي ﻧﻤﻮﻧﻪ اي از ﻛﺎﻣﭙﻮزﻳﺖ‬ ‫‪ PS2S‬و ﻫﻤﭽﻨﻴﻦ اﻃﻼﻋﺎت ﺑﺪﺳﺖ آﻣﺪه از اﻳﻦ دو ﺧﺮاش ﺷﺎﻣﻞ ﺟﺎﺑﺠﺎﻳﻲ‬ ‫ﻋﻤﻮدي ﻧﻮك ﻫﺮم اﻟﻤﺎﺳﻪ و ﺿﺮﻳﺐ اﺻﻄﻜﺎك‬

‫ﺷﻜﻞ‪ 7‬اﻟﻒ اﻃﻼﻋﺎت ﺑﺪﺳﺖ آﻣﺪه از آزﻣﻮن ﺧﺮاش اﻧﺠﺎم ﺷﺪه روي ﻧﻤﻮﻧـﻪ اي‬ ‫از ﻛﺎﻣﭙﻮزﻳـﺖ ‪ PS2S‬را ﻧﺸــﺎن ﻣــﻲ دﻫــﺪ‪ .‬ﺑـﺎ ﺑﺮرﺳــﻲ ﻋﻤــﻖ ﻧﻔــﻮذ و ﺿــﺮﻳﺐ‬ ‫اﺻﻄﻜﺎك و ﻣﻘﺎﻳﺴﻪ ي اﻳﻦ اﻃﻼﻋﺎت ﺑﺎ ﺗﺤﻘﻴﻘﺎت اﻧﺠـﺎم ﺷـﺪه ]‪ [11‬ﻣﺸـﺨﺺ‬ ‫ﻣﻲ ﺷﻮد ﻛﻪ ﻛﻞ ﻃﻮل ﺧﺮاش روي ﭘﻠﻴﻤﺮ زﻣﻴﻨﻪ اﻧﺠﺎم ﺷﺪه اﺳﺖ‪ .‬ﻫﻤـﺎن ﻃـﻮر‬ ‫ﻛﻪ در ﺷﻜﻞ ﻣﺸﺨﺺ اﺳﺖ‪ ،‬در ﻛﻞ ﻃﻮل ﺧﺮاش‪ ،‬ﺿﺮﻳﺐ اﺻﻄﻜﺎك ﻧﺰدﻳﻚ ﺑـﻪ‬ ‫‪ 0/4‬اﺳﺖ ﻛﻪ ﺑﺎ ﺗﻮﺟﻪ ﺑـﻪ ﺑﺮرﺳـﻲ ﻫـﺎي اﻧﺠـﺎم ﺷـﺪه اﻳـﻦ ﺿـﺮﻳﺐ اﺻـﻄﻜﺎك‬ ‫ﻣﻴﻜﺮوﻧﻲ ﻣﺘﻌﻠﻖ ﺑﻪ ﭘﻠﻲ اﺗﺮ اﺗﺮﻛﺘﻮن اﺳﺖ‪ .‬ﻧﻮﺳـﺎﻧﺎت ﺟﺰﺋـﻲ در ﻣﻘـﺪار ﺿـﺮﻳﺐ‬ ‫اﺻﻄﻜﺎك ﻣﻲ ﺗﻮاﻧﺪ واﺑﺴﺘﻪ ﺑﻪ ﻧﺎﻫﻤﻮاري ﻫﺎي ﺳﻄﺤﻲ ﻧﻤﻮﻧﻪ ﺑﺎﺷـﺪ‪ .‬ﺑـﺎ ﺑﺮرﺳـﻲ‬ ‫ﺟﺎﺑﺠﺎﻳﻲ ﻋﻤﻮدي ﻧﻮك ﻫﺮم اﻟﻤﺎﺳﻪ ﻛﻪ ﻫﻤﺎن ﻋﻤﻖ ﻧﻔـﻮذ اﺳـﺖ ﻣﺸـﺎﻫﺪه ﻣـﻲ‬ ‫ﺷﻮد ﻛﻪ ﺑﺎ ﭘﻴﺸﺮوي ﻧﻮك ﻫﺮم در ﻣﺎده در ﺟﻬﺖ ﺧـﺮاش‪ ،‬ﻋﻤـﻖ ﻧﻔـﻮذ ﻛـﺎﻫﺶ‬ ‫ﻣﻲ ﻳﺎﺑﺪ ﺑﻪ ﺻﻮرﺗﻲ ﻛﻪ در اﺑﺘﺪا ‪ 270‬ﻧﺎﻧﻮﻣﺘﺮ ﺑﻮده و در اﻧﺘﻬـﺎي ﻣﺴـﻴﺮ ﺧـﺮاش‬ ‫ﺑﻪ‪ 240‬ﻧﺎﻧﻮﻣﺘﺮ ﻣﻲ رﺳﺪ‪ .‬اﻳﻦ ﻛﺎﻫﺶ در ﻋﻤﻖ ﻧﻔﻮذ ﭘﺲ از ‪ 4‬ﻣﻴﻜﺮوﻣﺘﺮ ﺧﺮاش‬ ‫در ﻣﺎده‪ ،‬ﺑﻪ ﻋﻠﺖ ﺗﺠﻤﻊ ﻣﻮاد ﺧﺮاﺷﻴﺪه ﺷﺪه ﺟﻠﻮي ﻧﻮك ﻫﺮم اﻟﻤﺎﺳﻪ اﺳﺖ ﻛـﻪ‬ ‫اﻳﻦ ﺗﺠﻤﻊ ﺑﺎﻋﺚ ﺳﺨﺖ ﺗﺮ ﺷﺪن ﻣﺎده و ﻛﺎﻫﺶ ﻋﻤﻖ ﻧﻔﻮذ ﺣﻴﻦ ﭘﻴﺸﺮوي ﻧﻮك‬ ‫ﻫﺮم اﻟﻤﺎﺳﻪ ﻣﻲ ﺷﻮد‪ .‬ﺷﻜﻞ ‪ 7‬ج ﺗﺼﻮﻳﺮ ﺗﻮﭘـﻮﮔﺮاﻓﻲ از ﺧـﺮاش اﻳﺠـﺎد ﺷـﺪه را‬ ‫ﻧﺸﺎن ﻣﻲ دﻫﺪ ﻛﻪ ﺧﺮاﺷﻲ ﻳﻜﻨﻮاﺧﺖ ﺑﺎ ﻋﻤﻖ ﻧﻔﻮذ ﺗﻘﺮﻳﺒﺎ ﺛﺎﺑﺖ اﺳـﺖ‪ .‬ﺷـﻜﻞ ‪7‬‬ ‫ب ﺿﺮﻳﺐ اﺻﻄﺤﻜﺎك و ﻋﻤﻖ ﻧﻔﻮذ ﺧﺮاﺷﻲ را ﻧﺸـﺎن ﻣـﻲ دﻫـﺪ ﻛـﻪ از ﭘﻠﻴﻤـﺮ‬ ‫زﻣﻴﻨﻪ ﺷﺮوع ﺷﺪه و در ﻓﺎز ﻓﻴﺒﺮ ﻛﺮﺑﻦ ﭘﺎﻳﺎن ﻳﺎﻓﺘﻪ و در ﻃﻮل ﻣﺴﻴﺮ ﻃـﻲ ﺷـﺪه‬ ‫از ﻓﺼﻞ ﻣﺸﺘﺮك ﺗﺸﻜﻴﻞ ﺷﺪه ﺑﻴﻦ ﻓﻴﺒﺮ ﻛﺮﺑﻦ و ﭘﻠﻲ اﺗﺮ اﺗﺮ ﻛﺘﻮن ﻋﺒﻮر ﻛـﺮده‬ ‫اﺳﺖ‪ .‬در اﻳﻦ ﺷﻜﻞ ﻫﺮم اﻟﻤﺎﺳﻪ از ﻣﻨﻄﻘﻪ اي ﺑﺎ ﻋﻤﻖ ﻧﻔﻮذ ‪ 240‬ﻧﺎﻧﻮﻣﺘﺮ ﺷـﺮوع‬ ‫ﺑﻪ ﺣﺮﻛﺖ ﻛﺮده و ﻧﻬﺎﻳﺘﺎ در ﻣﻨﻄﻘﻪ اي ﺑﺎ ﻋﻤـﻖ ﻧﻔـﻮذ ‪ 30‬ﻧـﺎﻧﻮﻣﺘﺮ ﺑـﻪ ﺣﺮﻛـﺖ‬ ‫ﺧﻮد ﭘﺎﻳﺎن داده اﺳﺖ‪ .‬ﻧﺎﺣﻴﻪ ي ﺑﺎ ﻋﻤﻖ ﻧﻔﻮذ ‪ 240‬ﻧﺎﻧﻮﻣﺘﺮ و ﺿﺮﻳﺐ اﺻـﻄﻜﺎك‬ ‫ﺣﺪود ‪ 0/4‬ﺑﺎ ﺗﻮﺟﻪ ﺑﻪ ﻃﺒﻴﻌﺖ ﻧﺮم ﺗﺮ ﭘﻠﻴﻤﺮ زﻣﻴﻨﻪ ﻧﺴﺒﺖ ﺑﻪ ﻓﻴﺒﺮ ﻫـﺎي ﻛـﺮﺑﻦ‬ ‫و ﺑﺎ ﺗﻮﺟﻪ ﺑﻪ ﺗﺤﻘﻴﻖ اﻧﺠﺎم ﺷﺪه ]‪ [11‬ﻣﺮﺑﻮط ﺑـﻪ ﭘﻠـﻲ اﺗـﺮ اﺗـﺮ ﻛﺘـﻮن اﺳـﺖ‪.‬‬ ‫ﻫﻤﭽﻨﻴﻦ ﻧﺎﺣﻴﻪ ي ﺑﺎ ﻋﻤﻖ ﻧﻔﻮذ ‪ 30‬ﻧﺎﻧﻮﻣﺘﺮ ﭘﺲ از ﻣﻘﺎﻳﺴﻪ ﺿﺮﻳﺐ اﺻﻄﻜﺎك و‬ ‫ﻋﻤﻖ ﻧﻔﻮذ ﺑﺎ ﺗﺤﻘﻴﻖ اﻧﺠﺎم ﺷﺪه ﻣﺸﺨﺺ ﺷﺪ ﻛﻪ ﻣﺮﺑﻮط ﺑﻪ ﻓﻴﺒﺮ ﻛـﺮﺑﻦ اﺳـﺖ‪.‬‬ ‫ﻧﻬﺎﻳﺘﺎ ﻣﻲ ﺗﻮان ﻧﺘﻴﺠﻪ ﮔﺮﻓﺖ ﻛﻪ اﻃﻼﻋﺎت ﺑﺪﺳﺖ آﻣﺪه در ﺑﻴﻦ اﻳﻦ دو ﻧﺎﺣﻴﻪ‬

‫ﻣﺮﺑﻮط ﺑﻪ ﻓﺼﻞ ﻣﺸﺘﺮك ﻣﻲ ﺑﺎﺷﺪ‪ .‬ﺑﺎ ﺗﻮﺟﻪ ﺑﻪ ﺷﻜﻞ ‪ 7‬ب ﺑﺎ ﺣﺮﻛﺖ در ﻃـﻮل‬ ‫ﻣﺴﻴﺮ ‪ A‬ﺗﺎ ‪ B‬ﺑﺎ ﺗﻮﺟﻪ ﺑﻪ ﺿﺮﻳﺐ اﺻﻄﻜﺎك ﺑﺎﻻ‪ ،‬ﻫﺮم اﻟﻤﺎﺳﻪ در ﺣـﺎل ﻋﺒـﻮر از‬ ‫ﭘﻠﻴﻤﺮ زﻣﻴﻨﻪ اﺳﺖ‪ .‬ﭘﺲ از رﺳـﻴﺪن ﻫـﺮم اﻟﻤﺎﺳـﻪ ﺑـﻪ ﻧﻘﻄـﻪ ي ‪ B‬و در ﻃـﻮل‬ ‫ﺣﺮﻛﺖ آن ﺗﺎ ﻧﻘﻄﻪ ي ‪ C‬ﺷﺎﻫﺪ ﻛﺎﻫﺶ ﻋﻤﻖ ﻧﻔﻮذ و ﻛﺎﻫﺶ ﺿـﺮﻳﺐ اﺻـﻄﻜﺎك‬ ‫ﻫﺴﺘﻴﻢ‪ .‬اﻳﻦ ﻧﺎﺣﻴﻪ ﻛﻪ در ﻣﺠﺎورت ﭘﻠﻲ اﺗﺮاﺗﺮﻛﺘﻮن ﻗﺮار دارد‪ ،‬ﻧﺎﺣﻴﻪ ي ﻧﺮم ﺗـﺮ‬ ‫ﻓﺎز اﻳﺠﺎد ﺷﺪه ﺑﻴﻦ ﭘﻠﻴﻤﺮ زﻣﻴﻨﻪ و ﻓﻴﺒﺮ ﻛﺮﺑﻦ اﺳﺖ ﻛﻪ ﺧﺼﻮﺻـﻴﺎت ﻣﻜـﺎﻧﻴﻜﻲ‬ ‫آن ﺑﻪ ﭘﻠﻴﻤﺮ زﻣﻴﻨﻪ ﻧﺰدﻳﻚ ﺗﺮ اﺳﺖ‪ .‬ﻧﻘﻄﻪ ي ‪ C‬را ﻣﻲ ﺗﻮان ﻣﺤﻞ دﻗﻴﻖ ﻓﺼـﻞ‬ ‫ﻣﺸﺘﺮك داﻧﺴﺖ‪ .‬ﺑﺎ ﺣﺮﻛﺖ ﻫﺮم اﻟﻤﺎﺳﻪ از ﻧﻘﻄﻪ ي ‪ C‬ﺗﺎ ‪ ، D‬ﻛﺎﻫﺶ ﺷـﺪﻳﺪي‬ ‫در ﺿﺮﻳﺐ اﺻﻄﻜﺎك و ﻋﻤﻖ ﻧﻔﻮذ اﺗﻔﺎق ﻣﻲ اﻓﺘﺪ‪ .‬اﻳﻦ ﻧﺎﺣﻴـﻪ ﻛـﻪ در ﻣﺠـﺎورت‬ ‫ﻓﻴﺒﺮ ﻛﺮﺑﻦ ﻗﺮار دارد ﻧﺎﺣﻴﻪ ي ﺳﺨﺖ ﺗﺮ ﻓﺎز ﺑﻪ وﺟﻮد آﻣﺪه ﺑﻴﻦ ﭘﻠﻴﻤـﺮ و ﻓﻴﺒـﺮ‬ ‫ﻛﺮﺑﻦ اﺳﺖ ﻛﻪ ﺧﻮاص ﻣﻜﺎﻧﻴﻜﻲ آن ﺑﻪ ﻓﻴﺒﺮ ﻛـﺮﺑﻦ ﻧﺰدﻳـﻚ ﺗـﺮ اﺳـﺖ ]‪.[9،12‬‬ ‫ﭘﺲ از ﻧﻘﻄﻪ ي ‪ D‬ﻫﺮم اﻟﻤﺎﺳﻪ وارد ﻓﻴﺒﺮ ﻛﺮﺑﻦ ﻣﻲ ﺷﻮد و ﺗﺎ ﻧﻘﻄﻪ ي ‪ E‬روي‬ ‫ﻓﻴﺒﺮ ﻛﺮﺑﻦ ﺣﺮﻛﺖ ﻛﺮده و ﻣﺘﻮﻗﻒ ﻣﻲ ﺷﻮد‪ .‬ﺷﻜﻞ ‪ 7‬د ﺗﺼﻮﻳﺮ ﺗﻮﭘـﻮﮔﺮاﻓﻲ اﻳـﻦ‬ ‫ﺧﺮاش را ﻧﺸﺎن ﻣﻲ دﻫﺪ‪ .‬ﺑﺎ ﺗﻮﺟﻪ ﺑﻪ ﺷﻜﻞ‪ ،‬ﺗﻐﻴﻴـﺮات ﺷـﺪﻳﺪ در ﻋﻤـﻖ ﻧﻔـﻮذ و‬ ‫ﺣﺮﻛﺖ از ﻓﺎزي ﺑﻪ ﻓﺎز دﻳﮕﺮ ﻛﺎﻣﻼ ﻣﺸﺨﺺ اﺳﺖ‪ .‬در اﻳﻦ ﺷﻜﻞ ﻣﺤـﻞ ﺗﻘﺮﻳﺒـﻲ‬ ‫ﻓﺼﻞ ﻣﺸﺘﺮك ﺑﺎ ﺧﻂ ﭼﻴﻦ ﻧﺸﺎن داده ﺷﺪه اﺳﺖ‪ .‬ﺑﺎ ﺗﻮﺟـﻪ ﺑـﻪ ﺑﺮرﺳـﻲ ﻫـﺎي‬ ‫اﻧﺠﺎم ﺷﺪه ﺑﻪ روش ﻧﺎﻧﻮ ﺧﺮاش‪ ،‬ﻣﺸﺨﺺ اﺳﺖ ﻛـﻪ ﺑـﻴﻦ ﻓﻴﺒـﺮ ﻫـﺎي ﻛـﺮﺑﻦ و‬ ‫ﭘﻠﻴﻤﺮ زﻣﻴﻨﻪ ﻳﻚ ﻓﺎز ﺳﻮم ﺗﺸﻜﻴﻞ ﺷﺪه ﻛﻪ اﻳﻦ ﻓـﺎز ﺿـﺨﺎﻣﺘﻲ در ﺣـﺪود ‪1/7‬‬ ‫ﻣﻴﻜﺮوﻣﺘﺮ دارد و ﺗﺸﻜﻴﻞ اﻳﻦ ﻓﺎز ﻧﺸﺎن دﻫﻨﺪه ي اﻳﺠـﺎد ﭘﻴﻮﻧـﺪ ﻣﻨﺎﺳـﺐ ﺑـﻴﻦ‬ ‫ﻓﻴﺒﺮ ﻫﺎ و ﭘﻠﻴﻤﺮ زﻣﻴﻨﻪ اﺳﺖ‪ .‬وﺟﻮد اﻳﻦ ﻓﺼﻞ ﻣﺸﺘﺮك ﻣﻨﺎﺳـﺐ ﻣـﻲ ﺗﻮاﻧـﺪ در‬ ‫ﺑﻬﺒﻮد ﺧﻮاص ﻣﻜﺎﻧﻴﻜﻲ و ارﺗﻘـﺎء ﻣﻘﺎوﻣـﺖ ﺳﺎﻳﺸـﻲ ﻛﺎﻣﭙﻮزﻳـﺖ ﻧﻘـﺶ ﻣـﻮﺛﺮي‬ ‫داﺷﺘﻪ ﺑﺎﺷﺪ‪.‬‬ ‫ﻧﺘﻴﺠﻪ ﮔﻴﺮي‬ ‫در اﻳﻦ ﺗﺤﻘﻴﻖ ﭘﺲ از ﺳـﺎﺧﺖ ﻛﺎﻣﭙﻮزﻳـﺖ ‪ PEEK/SCF/Nano SiO2‬ﺑـﻪ‬ ‫ﺑﺮرﺳــﻲ ﺧــﻮاص ﻣﻜــﺎﻧﻴﻜﻲ و ﻓﺼــﻞ ﻣﺸــﻨﺮك ﭘﻠﻴﻤــﺮ‪ /‬اﻟﻴـﺎف اﻳـﻦ ﻛﺎﻣﭙﻮزﻳـﺖ‬ ‫ﭘﺮداﺧﺘﻴﻢ‪ .‬ﻣﺸﺨﺺ ﺷﺪ ﻛﻪ‪:‬‬

[4] Hussain M, Nakahira A, Nishijima S, Niihara K. Evaluation of mechanical behavior of CFRC transverse to the fiber direction at room and cryogenic temperature, Composites Part A, 31 (2000) 173–179.

‫ﺑﺎ ﺗﻮﺟﻪ ﺑﻪ ﻣﻄﺎﻟﻌﺎت ﻣﻴﻜﺮوﺳﻜﻮﭘﻲ ﻛﺎﻣﭙﻮزﻳﺖ ﻫﺎ ﻣﻲ ﺗﻮان ﻧﺘﻴﺠﻪ‬ ،‫ﮔﺮﻓﺖ ﻛﻪ ﻓﺮاﻳﻨﺪ ﻛﺎﻣﭙﻮزﻳﺖ ﺳﺎزي ﺑﻪ روش اﺧﺘﻼط در ﻓﺎز ﻣﺬاب‬ ‫روش ﺑﺴﻴﺎر ﻣﻮﺛﺮ ﺑﺎ راﻧﺪﻣﺎن ﺑﺎﻻ در ﺗﻮزﻳﻊ ﻫﻤﮕﻦ ﻣﻘﺎوم ﺳﺎز و‬ .‫ﺳﺎﺧﺖ ﻛﺎﻣﭙﻮزﻳﺖ ﺳﻪ ﺟﺰﺋﻲ ﻣﻮرد ﻧﻈﺮ ﺑﻮده اﺳﺖ‬ ‫اﺻﻼح ﺳﻄﺤﻲ اﻟﻴﺎف ﻛﺮﺑﻦ ﺑﺎﻋﺚ ﺗﺸـﻜﻴﻞ ﻳـﻚ ﻓـﺎز ﺛﺎﻧﻮﻳـﻪ ﺑـﻴﻦ‬ ‫اﻟﻴﺎف ﻛﺮﺑﻦ و ﭘﻠـﻲ اﺗﺮاﺗﺮﻛﺘـﻮن ﺑـﻪ ﻋﻨـﻮان ﻳـﻚ ﻓﺼـﻞ ﻣﺸـﺘﺮك‬ ‫ﺿﺨﻴﻢ ﺷﺪه اﺳﺖ ﻛﻪ در ارﺗﻘﺎء ﺧﻮاص ﻣﻜﺎﻧﻴﻜﻲ ﻛﺎﻣﭙﻮزﻳﺖ ﻧﻘـﺶ‬ .‫اﺳﺎﺳﻲ دارد‬ ‫ ﺣﻀـﻮر اﻟﻴـﺎف ﻛـﺮﺑﻦ ﻛﻮﺗـﺎه در‬،‫ﺑﺎ ﺗﻮﺟﻪ ﺑﻪ ﻧﺘﺎﻳﺞ آزﻣﻮن ﻧﺎﻧﻮ ﻧﻔﻮذ‬ ‫ﺳﺎﺧﺘﺎر ﺑﻪ ﺻﻮرت ﺑﺴﻴﺎر ﻣﻮﺛﺮ ﺑﺎﻋـﺚ اﻓـﺰاﻳﺶ ﻣـﺪول اﻻﺳـﺘﻴﻚ و‬ ‫ ﻫﻤﭽﻨﻴﻦ ﺣﻀﻮر ﻧﺎﻧﻮ ذرات ﺳـﻴﻠﻴﻜﺎ در‬.‫ﺳﺨﺘﻲ ﻛﺎﻣﭙﻮزﻳﺖ ﺷﺪه اﻧﺪ‬ ‫ﺳﺎﺧﺘﺎر ﺑﺎﻋﺚ اﻓﺰاﻳﺶ ﻣﺠﺪد ﺳﺨﺘﻲ و ﻣﺪول اﻻﺳﺘﻴﻚ ﻛﺎﻣﭙﻮزﻳـﺖ‬ .‫ﻣﻲ ﺷﻮﻧﺪ‬ ‫ ﻣﺸﺨﺺ اﺳﺖ‬،‫ﺑﺎ ﺗﻮﺟﻪ ﺑﻪ ﻧﺘﺎﻳﺞ ﺑﺪﺳﺖ آﻣﺪه از آزﻣﻮن ﻧﺎﻧﻮ ﺧﺮاش‬ ‫ﻛﻪ در ﻣﺤﻞ ﺗﻤﺎس ﻓﻴﺒﺮ ﻫﺎي ﻛﺮﺑﻦ و زﻣﻴﻨﻪ ي ﭘﻠﻴﻤﺮي ﻳﻚ‬ ‫ ﻣﻴﻜﺮوﻣﺘﺮ ﺗﺸﻜﻴﻞ ﺷﺪه‬1/7 ‫ﻓﺼﻞ ﻣﺸﺘﺮك ﻣﻨﺎﺳﺐ ﺑﺎ ﺿﺨﺎﻣﺖ‬ .‫اﺳﺖ ﻛﻪ ﻧﺸﺎن دﻫﻨﺪه ي ﻛﻴﻔﻴﺖ ﺑﺎﻻي ﻛﺎﻣﭙﻮزﻳﺖ ﻣﻲ ﺑﺎﺷﺪ‬

[5] Tsantzalis S, Karapappas P, Vavouliotis A, Tsotra P, Kostopoulos V, Tanimoto T, et al, On the improvement of toughness of CFRPs with resin doped with CNF and PZT particles, Composites Part A, 38 (2007) 1159–1162. [6] Guo-ming Lin, Guang-you Xie, Guo-xin Sui , Rui Yang, Hybrid effect of nanoparticles with carbon fibers on the mechanical and wear properties of polymer composites, Composites Part B, (2011) [7] A. Godora, D.Rsbbe, S.Green, The influence of sterilization processes on the micromechanical properties of carbon fiber-reinforced PEEK composite for bone implant application, Acta Biomatrial, (2007) 209-220. [8] B. Aldousiri, H.N. Dhakal, S. Onuh, Z.Y. Zhang, N. Bennett, Nanoindentation behaviour

-1

-2

-3

-4

‫ﺗﻘﺪﻳﺮ و ﺗﺸﻜﺮ‬

of layered silicate filled spent polyamide-12 nanocomposites, Polymer Testing, 30 (2011) 688692.

‫ﻧﻮﻳﺴﻨﺪﮔﺎن از ﺳﺮﻛﺎر ﺧﺎﻧﻢ ﻣﻬﻨﺪس اﻟﻬﺎم ﺑﻬﺮاﻣﻲ ﺑـﻪ ﺟﻬـﺖ ﺗﺴـﺮﻳﻊ در اﻧﺠـﺎم‬ ‫اﻣﻮر آزﻣﺎﻳﺸﮕﺎﻫﻲ و ﺟﻤﻊ آوري ﻣﻄﺎﻟﺐ و ﺟﻨﺎب آﻗﺎي دﻛﺘﺮ ﻣﺤﻤﺪرﺿﺎ ﻧﻌﻴﻤـﻲ‬

[9] Hodzic A, Kim JK, Stachurski ZH. Nanoindentation and nanoscratch of polymer/glass interfaces. Part II: Model of interphases in water aged composite materials, Polymer, 41 (2001) 5701–5710.

‫ﺟﻤﺎل ﻫﻴﻴﺖ ﻋﻠﻤﻲ داﻧﺸﻜﺪه ﺷﻴﻤﻲ داﻧﺸﮕﺎه ﻋﻠﻢ و ﺻﻨﻌﺖ اﻳﺮان ﻛﻤﺎل ﺗﺸـﻜﺮ‬ .‫را دارﻧﺪ‬

[10] Oliver WC, Pharr GM.An improved technique for determining the hardness and elastic modulus using the load and displacement sensing indentation experiments. J Mater Res, 7 (1992) 1564–1583

‫ﻣﺮاﺟﻊ‬ [1] R.A. Brooksa, E. Jonesb, A. Storerb, N. Rushtona, Biological evaluation of carbon-fibre reinforced polybutyleneterephthalate (CFRPBT) employed in a novel acetabular cup, Biomaterials 25 (2004) 3429–3438.

[11] K. Mai, E. Mäder, M. Mühle, Interphase characterization in composites with new nondestructive methods. Composites Part A, 29 (1998) 1111–9.

[2] Victrexplc. PEEK medical product technical literature. Victrex Technology Center, Lancashire, United Kingdom.

[12]Vanlandingham, M.R., McKnight, S.H., Palmese, G.R., Bogetti, T.A., Eduljee, R.F., Gillespie Jr., J.W., Characterization of interphase regions using atomic force microscopy, Materials Research Society Symposium - Proceedings, 458 (1997) 313-318

[3] Polineni VK, Wang A, Essner A, Lin R, Chopra A, Stark C, Dumbleton JH, Characterization of carbon fiber reinforced PEEK composite for use as a bearing material in total hip replacements, Materials ASTM STP 1346. Philadelphia, PA: American Society for Testing and Materials, (1998) 266–273.

8