Fracture behavior of nanotube-polymer composites: Insights on surface roughness and failure mechanism

استفاده از پلیمرهای بسیار شاخه ای (به عنوان مثال رزین های اپوکسی) در برنامه های مهندسی اغلب با ماهیت شکننده آنها (سختی شکست شکستگی) محدود می شود. در حال بارگذاری ماتریس پلیمر با پرکننده هایی مانند نانولوله های فردی، جایگزین امیدوار کننده برای افزایش سختی شکست است بدون اینکه دیگر خواص مکانیکی را تحت تاثیر قرار دهد. با این حال، برای به طور کامل درک نقش نانولوله ها سخت شدن و به درستی مشخص کردن مکانیسم های شکست نانوکامپوزیت، لایه برداری کامل از نانولوله ها به نانولوله های فردی ضروری است. در این کار، ما تنها نانولوله های انفرادی را در ماتریکس پلیمری با استفاده از روش پراکندگی جدید جاسازی می کنیم. غلظت نانولوله های فردی در کامپوزیت دقیقا تعیین می شود. ما برای افزایش سختی شکست شکستگی تلاش می کنیم و برای اولین بار نشان می دهیم که یک رابطه کمی مشترک بین چقرمگی شکست و زبری سطح وجود دارد. در نهایت، تحقیقات آماری جامع مکانیسمهای شکست نانوبلوری نشان می دهد که نانولوله های کربنی از طریق مکانیزم شکستگی از بین می روند، در حالی که نانولوله های تنگستن دی سولفید از طریق مکانیزم خروجی شکست می خورند. مکانیسم شکست می تواند توسط شیب زبری سطح و منحنی سختی شکست شکستن پیش بینی شود.