٢٠١١ ١ العدد ٤مجلة القادسیة للعلوم الھندسیة المجلد ١٨٩ تأثير التقوية باأللياف على الموصلية الحرارية والخواص الميكانيكية للراتنجات المتصلبة بالحرارة علي جاهل سلمان. م .م بابل–المعهد التقني الخالصة -٠°( بشكل ظفائر محاكة ثنائية اإلتجـاه ن الكاربو ليافأإن الهدف من هذا البحث هو دراسة تأثير التقوية ب بعد تقويته البولي أستر غير المشبع راتنج لالموصلية الحرارية على (1.75g\cm3)ذات كثافة سطحية ) ٩٠° إستُخدمت معادلة فورير لحساب التغير فـي حيث (20% ,40% ,60%) هذه األليافبنسب وزنية مختلفة من لهـذا الخواص الميكانيكية إضافة إلى ذلك فقد تم حساب التغير في قيم . (k)قيمة معامل التوصيل الحراري وقد شملت هذه الخواص كل من مقاومة الصدمة ، مقاومة الـشد المذكورة أعاله وزنية النسب ال بنفسراتنج ال خـواص لقد أظهرت النتائج تحسن الموصلية الحرارية وال. ، والصالدة ، مقاومة اإلنضغاط ، مقاومة اإلنثناء .الميكانيكية بعد التقوية باأللياف ، وترتفع القيمة الخواص المذكورة بزيادة نسبة التقوية . ، الخواص الميكانيكية ،الموصلية الحرارية ، ألياف الكاربون راتنج البولي أستر غير المشبع: الكلمات الدالة EFFECT OF REINFORCING BY FIBERS ON THERMAL CONDUCTIVITY AND MECHANICAL PROPERTIES OF THERMOSETTING RESINS Ali J. Salaman Technical Institute-Babylon Assist. Lecturer ABSTRACT . The objective of this research is to study the effect of reinforcement by carbon fibers as woven roving )°٠°-٩٠( with density (1.75g\cm3)on thermal conductivity for unsaturated polyester resin after reinforcing it by different percentage of fibers (20%, 40%,60%) and we used Fourier equation to calculate the thermal conductivity coefficient (k) . Also the mechanical properties of this resin was calculated with the same reinforcing percentage of fibers and these properties included : impact strength , tensile strength , compression strength , flexural strength , and hardness . The results show that improvement in thermal and mechanical properties after reinforced by fibers , and these properties will rise as increased in reinforcement percentage . ٢٠١١ ١ العدد ٤مجلة القادسیة للعلوم الھندسیة المجلد ١٩٠ .)Introduction(المقدمة عرفتْ تقنية تصنيع المواد المتراكبة بأبسط صورها منذ قرون عدة حيث إستخدمها البابليون في بناء بيوتهم تتكون المادة المتراكبة من دمج مادتين أو أكثر وتشمل . ريق خلط نشارة الخشب بمادة الطين لتقويته عن ط إن عملية . يةئ مختلفتي الخواص الميكانيكية والفيزيا)Reinforced Plastic( والبالستك (Blends)الخالئط تختلف عن خواص المواد الدمج هذه تؤدي إلى الحصول على مادة جديدة ذات خواص هندسية وفيزيائية يعتمد اإلستخدام العام للمادة المتراكبة بشكل كبير على الخواص الميكانيكية والفيزيائية .الداخلة في تركيبها لهذه المواد لذلك فإن دراسة هذه الخواص تحت تأثير القوى واألحمال في ظروف مختلفة يكتسب أهمية كبيرة يوجد في الطبيعة الكثير من األمثلة على المواد .]١[ن عمل هذه المواد لمعرفة مدى مالئمة هذه الخواص لمكا أما في الصناعة فإن تقوية الراتنجات باأللياف الصناعية . الخشب المتراكبة ومنها ألياف السليلوز مع مادة :و لتصنيع مادة متراكبة يجب توفر مادتين هما . هي األكثر إنتشاراً .(Matrix Material)المادة األساس -١ تكون مواد األساس أما مواد معدنية متكونة من المعادن وسبائكها وتتميز بثقل وزنها ومتانتها العالية أو قد والتي تمتاز بخفة وزنها ومقاومتها المرتفعة لدرجات الحرارة العالية ولكنها ضعيفة تكون مواد سيراميكية وهي األكثر إستعماالً وإنتشاراً ِلما تتميز به ة األساس مواد بوليميريةكذلك تكون الماد. المقاومة لقوى الصدم راتنج اإليبوكسي و الفينول من خواص ميكانيكية وحرارية جيدة ، ومن األمثلة على المواد البوليمرية .]٢[والبولي أستر . (Reinforcing Material) مادة التقوية -٢ في هكذا مواد وهي المقاومة العالية والمطيلية المنخفضة حتى تستطيع تقوية يجب توفر ميزتين أساسيتين والتي تكون بقطر أكبر من Particulate) (هناك عدة طرق للتقوية منها التقوية بالدقائق. األساس المواد (1 µm)كذلك تتم التقوية بالتشتت ، (Dispersed)ويكون قطر الدقائق أقل من (0.1µm ) .أساليب أما أكثر مقارنة بالمواد الراتنجية ، خواصنظراً لما تتميز به من Fibers)(التقوية شيوعاً فهي التقوية باأللياف .]٢[وتكون األلياف بأنواع وأشكال مختلفة فمنها ما يكون بشكل مستمر أو مقَطع أو بشكل ظفائر محاكة ٢٠١١ ١ العدد ٤مجلة القادسیة للعلوم الھندسیة المجلد ١٩١ .)Fibers Reinforcing(التقوية باأللياف لرئيسي من التقوية باأللياف هو لتحسين الخواص الميكانيكية والفيزيائية للراتنجات حيـث تـزداد إن الهدف ا مقاومة الشد والصدمة والصالدة بشكل كبير مما يسمح بإستخدام هذه المواد المقواة فـي مجـاالت صـناعية لك لتفريقها عن المـواد وذ (Advanced Composites) المواد المتراكبة بالمتقدمة هيطلق على هذ. عنيفة إن األلياف في هذا النوع من المواد المتراكبـة هـي المـسؤول ) .Filled Polymers ( البوليمريةالمحشوة الرئيسي عن تحمل األحمال الخارجية ، ومن أكثر أنواع األلياف شيوعاً في مجال المواد المتراكبة المتقدمـة .]٣[الزجاج و كيفالر وهي ألياف الكاربون .)Polyester Resin(اتنج البولي أستر ر ويتم Thermosetting Resins) (يعتبر راتنج البولي أستر أحد أنواع الراتنجات المتصلدة بالحرارة مع حامض غير مشبع ثنائي القاعدة Monomer ( Glycol(تحضيره من تفاعل مونومير الجليكول )Dibasic Acid (وميرين أو كليهما على رابطة مضاعفة في تركيبه،وبعد تكون ويشترط أن يمتلك أحد المون باإلضافة إلى عامل مساعد يتكسر Styrene)(البوليمر الخطي يمزج مع مونومير فنيل فعال مثل الستايرين إلى شقوق حرة وبهذا تتم بلمرة مونومير الفنيل مع الروابط المزدوجة على طول سلسلة البوليمر وبذلك بالنسبة ( حرارية جيدة إذ يتحمل الحرارة العاليةصيمتلك راتنج البولي أستر خوا. تريتكون البولي أس عند درجة Spontaneous Decomposition)(اً تلقائياً ك ولكنه يعاني تفك260ºC)(ولغاية) للراتنجات وكذلك يمتاز بمقاومة كهربائية ممتازة ومقاومة. حتى بعدم وجود األوكسجين ) 300ºC(حرارة تقارب لكونه قليل الكلفة ولكنه ةكيمياوية للمذيبات واألحماض واألمالح ومقاوم للبلى والتأثيرات البيئية ،باإلضاف ويضاف البولي أستر إلى األلياف الزجاجية لصناعة هياكل القوالب ومكونات . يتصف بالضعف والهشاشة . ]٤[أجسام الطائرات والسيارات وغيرها من الصناعات .)Carbon Fibers (كاربون ألياف ال الخمولية حيث تمتلك مقاومة عالية ضـد الرطوبـة وألغلـب :تمتلك ألياف الكاربون العديد من المزايا منها المواد الكيميائية الشائعة ، موصلية كهربائية وحرارية عالية على طول محـور األليـاف ، وثبـات األبعـاد جميع أنواع ألياف الكاربون من الكسر الهش تحت تأثير اإلجهاد تعاني. وإنخفاض التمدد الحراري المحوري تتضمن ألياف الكاربون بلورات صغيرة مـن مـادة . وهذا متوقع نظراً إلرتفاع مقاومتها وإنخفاض مطيليتها (Turbostratic Graphite) يوضـح ) ١(الجـدول رقـم . ]٥[ والتي هي أحد األشكال المتآصلة للكـاربون .(ºC 20)اربون عند خواص ألياف الك ٢٠١١ ١ العدد ٤مجلة القادسیة للعلوم الھندسیة المجلد ١٩٢ .)Thermal Conductivity (الموِصلية الحرارية عند وجود فرق حراري بين سطحين سوف تنتقل الحرارة من السطح ذو درجة الحرارة األعلى إلى السطح وعلى هذا األساس يمكن تعريف . ذو درجة الحرارة الواطئة ، وتُعرف هذه الظاهرة بالموِصلية الحرارية موِصلية الحرارية على إنها معدل إنسياب الحرارة عبر وحدة المساحة خالل وحدة الزمن عند وجود إنحدار ال تختلف آلية التوصيل الحراري بإختالف حاالت المادة. ]1[ حراري بين سطحين مقداره درجة مئوية واحدة تعتمد . ة أم موصلة للحرارة والذي من خالله تصنف المادة على إنها عازل) صلبة ، سائلة ، غازية ( الموصلية الحرارية في المواد المعدنية على إنتقال اإللكترونات الحرة ، أما في المواد المتراكبة فيعتمد حيث تبدي المواد المتراكبة موصلية قوية Fibers Orientation)(التوصيل الحراري على توجيه األلياف . Through the Thickness)(وِصلية أضعف بإتجاه السمك ومIn-Plane)(باإلتجاه الطولي لأللياف الموصلية الحرارية للراتنجات بعد التقوية باأللياف وهذه الزيادة متوقعة نظراً لقابلية األلياف بشكل عام تزداد . ]٣[) الراتنج(للتوصيل الحراري مقارنة بالمادة األساس ككل .)terials PropertiesComposite Ma (خواص المواد المتراكبة تعتمد اإلستخدامات العامة والهندسية للمواد المتراكبة إلى حد بعيد على خواصها الميكانيكية والفيزيائية مثـل مقاومة الشد والمرونة وقابلية المادة لإلستطالة ومقاومتها للحرارة والظروف البيئية مثـل الرطوبـة وأشـعة إن جميع هذه الخواص تعتمد كثيراً على التركيب الجزيئـي . اُألخرى الشمس وغيرها من الخواص التطبيقية كما تعتمد هذه الخواص إلى حد كبير على مواد التقويـة . للراتنج وعلى وزنه الجزيئي وعلى القوى الجزيئية :ومن الخواص المناقشة في هذا البحث ما يأتي . ]١[وعلى المواد المضافة مثل الحشوات والملدنات . (Impact Strength) الصدمة مقاومة -١ تُعبر مقاومة الصدمة عن قدرة المادة لمقاومة الكسر تحت تأثير حمل مفاجئ ، كما تعتبر مقياساً لمتانة المـادة .]٧[. حيث المواد األكثر متانة هي التي تبدي أعلى مقاومة للصدمة .( Tensile Strength) مقاومة الشد -٢ تتكـون . الشد مقياساً لقابلية المادة على مقاومة القوى الساكنة التي تحاول سحب المادة وكسرها تعتبر مقاومة .]٥[. المواد المتراكبة الليفية من ألياف قوية هشة مغمورة في المادة األساس التي تتصف بكونها أكثر مطيلية .(Compressive Strength) مقاومة اإلنضغاط -٣ دى تحمل المادة عند تعرضها إلى حمل إنضغاط ساكن قبل أن تنكـسر ، وتقـاس عـادة تبين هذه المقاومة م . والقيم العالية تُشير إلى كبر قوى التماسك بين جزيئات المادة (Mpa)بوحدات ٢٠١١ ١ العدد ٤مجلة القادسیة للعلوم الھندسیة المجلد ١٩٣ . ( Flexural Strength)مقاومة اإلنثناء -٤ عرفها على إنها أقصى حمل ساكن يمكن تسليطه على وتعتبر هذه الخاصية مقياساً لمقاومة اإلنحناء ، ويمكن ت .]٦[ . (Mpa)نموذج اإلختبار قبل أن يخضع أو ينكسر وتقاس بوحدات .(Hardness) الصالدة -٥ تُعرف الصالدة على إنها مقاومة المادة للخدش أو اإلختراق ، وهنالك ِعدة مقاييس عالميـة مختلفـة لتعيـين يحدث اإلختراق بمعدل بطـيء فـي . اد اللدائنية وأكثرها شيوعاً صالدة برينل وصالدة روكويل صالدة المو سطح النموذج أثناء تسليط القوة ألجل اإلختبار مما يؤدي إلى حدوث زحف موضـعي ، وبعـد زوال القـوة مد في حساب صـالدة المؤثرة تحصل إستعادة بطيئة نسبياً في اإلختبار مما يؤدي إلى تغيير أبعاد األثر المعت .]٦[المادة ولمنع حدوث ذلك يتوجب اإللتزام بالفترة الزمنية المحددة لتسليط القوة على سطح النموذج . )Experimental Work(الجزء العملي يتضمن الجزء العملي إعداد المواد األولية وكيفية تحضير المادة المركبة إضافة إلى اإلختبارات الميكانيكيـة .ي تم إجراءها على المادة المتراكبة الت . المواد المستخدمة في البحث -أوالً :تم في هذا البحث إستخدام المواد التالية والتي تم تصنيع النماذج منها وهي .(Unsaturated Polyester Resin) راتنج البولي أستر غير المشبع -١ الـشكل رقـم ي في ئ والموضح تركيبه الكيميا( Palatel A420 )ستر غير المشبع أج البولي تنستخدام راإتم .(BASF Aktiengesellschaft)هذا الراتنج مجهز من شركة .)١( .(Carbon Fibers) ألياف الكاربون -2 فـي IIالنوع رقم ( (1.75g/cm3)ذات كثافة سطحية ) ٩٠°-٠°(ثنائية اإلتجاه تم إستخدام ألياف الكاربون .(Hyfil Ltd .,UK) من شركة ةمجهزألياف الكاربون )). ٢(الجدول رقم . (Test Specimens Preparation) تحضير النماذج -ثانياُ :وتشمل اآلتي ٢٠١١ ١ العدد ٤مجلة القادسیة للعلوم الھندسیة المجلد ١٩٤ . تحضير نماذج إختبار الموصلية الحرارية -١ إلـى يتم إضافة المـادة المعجلـة : وهي تحضر كاآلتي (3mm) وسمك (25mm)تكون هذه العينات بقطر والتي تحتوي علـى ) Cobalt Octoatel( غير المشبع وتخلط جيداً معه تسمى هذه المادة أسترولي ب الراتنج توضـع كميـة مـن . )٢(% بنسبة )MEKPO(ة د المادة المصل إليهبعدها تضاف ) %6( فعال بنسبة تكوبال مـن األولـى طبقـة الراتنج على سطح القالب الداخلي وتنشر بفرشاة لضمان توزيعه بانتظام بعدها توضع ال .ج عليها وهكذا لبقية الطبقات لتتكون مادة متراكبة بالسمك المطلـوب تن من الرا أخرى ثم نضع كمية األلياف تم إستخدام الطريقة الوزنية في حساب كمية كل من األلياف والراتنج المستخدمة حيث كانت نـسبة األليـاف ـ رك لتتصلب ، بعدها تهذه النماذج وت كبسعدها ت في تصنيع المادة المتراكبة ،ب(20% ,40% ,60%)هي تم ي .مال التصلبإلك) 75ºC( في الفرن في فرن درجة حرارته هاإخراجها من القالب ووضع . نماذج اإلختبارات الميكانيكية -٢ :وتشمل كل من .(Impact Specimens) نماذج إختبار الصدمة -١ والمالئمة للفحـص فـي جهـاز (ASTM-E23)صفات القياسية تم تصنيع نماذج إختبار الصدمة حسب الموا ونـصف قطـر قاعـدة (mm 0.5)عمق الحز فـي النمـاذج . (Charpy Impact)الصدمة نوع شاربي ُأستخدم جهاز فحـص مقاومـة الـصدمة نـوع شـاربي ) . º٤٥( وبزاوية حز مقدارها (mm 0.25)الحز (Charpy Impact Instrument) ف على مدى مقاومة المادة المتراكبة لِحمل الصدم للتعر . .(Tensile Specimens)نماذج إختبار مقاومة الشد -٢ رُأسـتخدم هـذا اإلختبـا . في تصنيع نماذج إختبار مقاومة الشد(ISO-R-527)تم إعتماد المواصفة القياسية ، حيـث تـم إسـتخدام جهـاز لمعرفة خواص المادة المتراكبة تحت تأثير ِحمل شد محوري بإتجاه واحد ألماني المنشأ في قيـاس هـذه الخاصـية وبمعـدل ِحمـل (Universal Instrument)اإلختبارات العام (20 KN). . (Compression Specimens)نماذج إختبار مقاومة اإلنضغاط -٣ . وهي بشكل منشور رباعي (ASTM-D618)ةتم تصنيع نماذج إختبار مقاومة اإلنضغاط حسب المواصف .( Flexural Strength Specimens) نماذج إختبار مقاومة اإلنثناء -٤ ٢٠١١ ١ العدد ٤مجلة القادسیة للعلوم الھندسیة المجلد ١٩٥       ∆ ∆ ××−= X T AkQ ( )XT∆∆ في تصنيع نماذج اإلختبار والتي كانـت علـى شـكل نمـاذج (ASTM D790)ُأعتمدت المواصفة القياسية .(10mm×135mm)مستطيلة بأبعاد اإلنثناء بطريقة اإلختبار ثالثي النقاط ويـتم ذلـك بإسـتخدام مكـبس ومة اإلنضغاط ومقا يمكن قياس مقاومة .هيدروليكي متعدد األغراض لقياس أقصى حمل مسلط على منتصف نموذج اإلختبار . (Hardness Specimens) نماذج إختبار الصالدة -٣ تـم . (mm 10) وسـمك (mm 25)تم تصنيع نماذج إختبار الصالدة على شكل أقراص دائريـة بقطـر لحساب صالدة المادة المتراكبة ، حيث ُأستخدمت كرة فوالذية (Brinell Hardness)إستخدام طريقة برينل وبعد زوال القوة المؤثرة يتم قيـاس قُطـر (sec 15) لمدة (Kg 10) مع تسليط ِحمل مقداره (mm 5)بقطر .األثر الناتج على السطح . وصلية الحرارية قياس الم-ثالثاً وينص هذا ) (k في حساب معامل الموصلية الحرارية (Fourier Law) ستخدام قانون فورير إيمكن : القانون على ( W )كمية الحرارة المارة بوحدة الزمن وتقاس بوحدات = Q: حيث k = معامل الموصلية الحرارية ويقاس بوحدات( W/m.ºC ) A = سياب الحرارة وتقاس بوحداتنإمساحة مقطع (m2) ( ºC/m )التدرج الحراري نسبة للمسافة ويقاس بوحدات = والمصنع من قبل (Heat Conduction Unit) لية الحراريةوِص يوضح جهاز قياس الم( 2 )الشكل رقم . (P.A.Hilton Ltd England)شركة .)s and DiscussionResult(النتائج والمناقشة من خالل هذه اإلختبارات التي ُأجريت على المادة المتراكبة المتقدمة والمكونة من راتنج البولي أسـتر غيـر تم الحصول على النتائج الموضحة في المخططات ) ٩٠°-٠°(المشبع المقوى بألياف الكاربون ثنائية اإلتجاه .ية والموصلية الحرارية نسبة إلى مقدار التقوية باأللياف البيانية والتي تُمثل قيم الخواص الميكانيك ٢٠١١ ١ العدد ٤مجلة القادسیة للعلوم الھندسیة المجلد ١٩٦ . نتائج اإلختبارات الميكانيكية -١ يوضح قيم مقاومة الصدمة مع نسبة التقوية باأللياف ، حيـث تعتبـر )٣(الشكل رقم . مقاومة الصدمة -١ باأللياف تزداد قيمة مقاومـة مقاومة الصدمة بشكل عام منخفضة للراتنجات نظراً لهشاشتها ولكن بعد تقويتها الصدمة ويرجع السبب في ذلك إلى كون األلياف سوف تتحمل الجزء األكبر من طاقة الصدم المسلطة علـى وهكذا تزداد مقاومة الصدمة مع زيادة نـسبة التقويـة باألليـاف . المادة المتراكبة مما يحسن هذه المقاومة .]8[%) ٦٠(و %) ٤٠(إلى تعتبر الراتنجات من المواد الهشة حيث مقاومتها للشد منخفضة جداً وهذا مـا نـراه فـي . مقاومة الشد -٢ ، ولكن عند إضافة األلياف إلى هذه المواد تتحسن مقاومتها للشد بـصورة كبيـرة حيـث إن )٤(الشكل رقم لـك ألن األليـاف الجزء األعظم من الجهد المسلط تتحمله األلياف مما يرفع مقاومة الشد للمادة المتراكبة وذ وتزداد مقاومة الشد بزيادة نسبة األلياف المضافة حيث تشِغل األلياف حيز أكبـر . تتميز بمطيليتها المنخفضة .]٩[داخل الراتنج مما يسمح بتوزيع الِحمل المسلط عليها بشكل أفضل مقاومة اإلنـضغاط للمـادة إن تقوية المواد الراتنجية باأللياف يؤدي إلى إرتفاع قيم . مقاومة اإلنضغاط -٣ الذي يمثل إختبار مقاومة اإلنـضغاط )٥(الشكل رقم المتراكبة الناتجة من هذا التقوية وهذا واضح من خالل راتنج البولي أستر غير المشبع المقوى بألياف الكاربون ، حيث مقاومة اإلنضغاط ترتفع بـشكل حـاد عنـد ل مل على األلياف وكذلك كفاءة الربط بين المادة األسـاس وأليـاف التسليح بألياف الكاربون نظراً لتوزيع الحِ وتزداد مقاومة المادة المتراكبة لإلنضغاط مع زيادة نسبة األليـاف . التقوية مما ويرفع قيم مقاومة اإلنضغاط .]١٠[المضافة لنفس السبب المذكور أعاله ومـن اء منخفضة وهذا راجع إلى هشاشة هذه الموادتمتلك المواد البوليمرية مقاومة إنثن . مقاومة اإلنثناء -٤ الذي يمثل إختبار مقاومـة اإلنثنـاء )٦(الشكل رقم وكما موضح في ضمنها راتنج البولي أستر غير المشبع حيث تكون قيمة مقاومـة اإلنثنـاء منخفـضة قبـل راتنج البولي أستر غير المشبع المقوى بألياف الكاربون ل ويعود السبب في الكاربونه بألياف تن هذه المقاومة تبدأ باإلرتفاع لهذا الراتنج بعد تقوي التقوية باأللياف ، ولك ذلك إلى إرتفاع معامل مرونة هذه األلياف مما يؤدي إلى تحملها إلى الجزء األكبر من الحمل المـسلط علـى ـ دعالمادة المتراكبة مما يؤدي بدوره إلى زيادة مقاومة اإلنثناء لهذه المادة الم وتـزداد هـذه . ة باألليـاف م . ]١٠[المقاومة مع زيادة نسبة التقوية باأللياف تـدني )7(الشكل رقـم تتميز المواد اللدائنية بشكل عام بإنخفاض صالدتها حيث نالحظ من . الصالدة -٥ كل حاد عند قبل التقوية باأللياف ، إال إن قيمة الصالدة ترتفع بش البولي أستر غير المشبع قيمة صالدة راتنج نظراً لتوزيع الِحمل على األلياف مما يقلل معدل اإلختراق لسطح المـادة المتراكبـة الكاربونالتسليح بألياف ٢٠١١ ١ العدد ٤مجلة القادسیة للعلوم الھندسیة المجلد ١٩٧ وتزداد صالدة المادة المتراكبة مع زيادة نسبة األلياف المضافة لنفس السبب المذكور . صالدتها ويرفع قيم .]٩[أعاله . ية نتائج إختبار الموصلية الحرار-٢ من خالل النتائج التي تم الحصول عليها من جهاز الموصلية الحرارية والتي تم تطبيقها في معادلة فورير من راتنج البولي أستر غير ل نالحظ إن الموصلية الحرارية (k)أجل حساب قيمة معامل الموصلية الحرارية نتيجة لإلهتزازات الهيكلية في بنيته ارةتزداد مع إرتفاع درجة الحرالمشبع قبل تقويته بألياف الكاربون الداخلية حيث كلما إرتفعت درجة الحرارة زادت اإلهتزازات الهيكلية مما يسبب موصلية أكثر للحرارة وهذا راتنج البولي أستر غير المشبع ، حيث تبدأ ل والذي يمثل الموصلية الحرارية)٨(الشكل رقم ما نالحظه في يادة درجة الحرارة ويرجع السبب في ذلك كما ذكرنا إلى اإلهتزازات في الهيكل الموصلية باإلرتفاع مع ز .[10]الداخلي للراتنج التي تزداد بإرتفاع درجة الحرارة والذي يمثل )٩(الشكل رقم وكما موضح في بعد التقوية باأللياف راتنجلل وتزداد قيمة الموصلية الحرارية إن هذه الزيادة في . ألياف %) ٢٠(راتنج و %) ٨٠(ة المكونة من الموصلية الحرارية للمادة المتراكب وعند زيادة نسبة التقوية . هي موصل جيد للحرارة الكاربونالموصلية الحرارية راجعة إلى كون ألياف الذي يمثل )١٠(الشكل رقم وكما موضح في %) ٦٠(وإنخفاض نسبة الراتنج إلى %) ٤٠(باأللياف إلى ألياف حيث تزداد الموصلية %) ٤٠(راتنج و %) ٦٠(ة للمادة المتراكبة المكونة من الموصلية الحراري وهذه الزيادة في الموصلية متوقعة نظراً لقدرة األلياف على التوصيل الحراري الحرارية للمادة المتراكبة ، .[11] الراتنجية مقارنة بالمادة )١١(الشكل رقم وكما هو مدرج في %) ٦٠(اف إلىوتزداد هذه الموصلية الحرارية عند زيادة نسبة األلي ألياف والسبب في %) ٦٠(راتنج و %) ٤٠(والذي يمثل الموصلية الحرارية للمادة المتراكبة المكونة من هذه الزيادة هو وجود نسبة كبيرة من األلياف داخل المادة المتراكبة والتي تعتبر موصل جيد للحرارة كما . يوضح مقارنة بين الحاالت األربعة للتقوية )١٢(كل رقم الش. ]12[ذكرنا سابقاً .)Conclusions (اإلستنتاجات : التالية باالستنتاجاتمن خالل النتائج التي تم الحصول عليها يمكن الخروج .كونه من المواد الهشة راتنج البولي أستر غير المشبع إنخفاض قيم الخواص الميكانيكية ل-١ .راتنج البولي أستر غير المشبع بعد تقويته بألياف الكاربون قيم هذه الخواص الميكانيكية ل تحسن -٢ ٢٠١١ ١ العدد ٤مجلة القادسیة للعلوم الھندسیة المجلد ١٩٨ . تزداد قيم الخواص الميكانيكية مع زيادة نسبة ألياف الكاربون المضافة بسبب المقاومة العالية لأللياف-٣ . الكاربون ألياف بعد تقويته براتنج البولي أستر غير المشبع ل تحسن الموصلية الحرارية -٤ كبة مع زيادة درجة الحرارة والسبب يرجع إلى التقوية بألياف ارت زيادة الموصلية الحرارية للمادة الم-٥ . والتي تعتبر موصل جيدة للحرارة مقارنة بالمادة األساس الكاربون .)References( المصادر 1- Moslem,Ali Ibrahim “ Study Using of Antimony Trioxide Material as a Flame Retardant Material ”, MSC Thesis , Babylon University , Iraq , 2003 . 2- P. Vincenzini and M. Singh “Advanced Inorganic Fibrous Composites V ” , TransTech Publications, 2006 . 3- P.K. Mallick “Fiber-Reinforced Composites: Materials, Manufacturing, and Design”, 3rd Edition , CRC Press, 2007. 4- efunda Engineering Fundamentals “ Polymer Material Properties ” ,(2001) . 5- E.P.DeGarmo, J.T. Black, and R.A. kohser “ Materials and processes in Manufacturing ” , 10th Edition , john Wiley & Sons , 2008 . 6- Liyong Tong ,Adrian P.Mouritz ,Michael K.Bannister “3D Fiber Reinforced Polymer Composites” , First Edition , Elsevier Science Ltd , 2002 . 7- B.A.Azhdar “Impact Fracture Toughness of Fiber Reinforced Epoxy Resin” ,M.SC Thesis ,U.O.T ,Iraq , 1992 . 8- G.Dorey ,G.R.Sidey and J.Hutchings “Impact Properties of Carbon Fiber/ Kevlar 49 Fiber Hybrid Composites” , Composites 9 (January 1978) pp.25-32. 9-Ali I.Al-Mosawi “Study of Some Mechanical Properties for Polymeric Composite Material Reinforced by Fibers ” , Al-Qadessiyah Journal For Engineering Science , Vol 2 , No 1 , 2009 . pp.14 – 24 . 10- Dr. Abbas A. Al-Jeebory, Ali I.Al-Mosawi, Sajed A. Abdul Allah “Effect of percentage of Fibers Reinforcement on Thermal and Mechanical Properties for Polymeric Composite Material ” , Iraqi Journal of Mechanical and Materials Engineering , First Conference of Engineering College , 2009 . 11- Bogomolov V. and Kartenko N. “Thermal Conductivity of the Opal- Epoxy Resin Nanocomposite ” , Physics of the Solid State , Vol 45,No 5,PP.957-960, 2003. 12- F.Rondeaux , ph. Bredy and J.M.Rey. “Thermal Conductivity Measurements of Epoxy Systems at Low Temperature” , Cryogenic Engineering Conference (CEC), USA, July 16-20, 2001 . ٢٠١١ ١ العدد ٤مجلة القادسیة للعلوم الھندسیة المجلد ١٩٩ اريةجهاز قياس الموصلية الحر) : ٢(الشكل رقم ]٥[ (ºC 20)خواص ألياف الكاربون عند ) : ١(الجدول رقم Elongation to Fracture , % Tensile Strength,GN/m2 Young's Modulus,GN/m2 Density 103 Kg/m3 Diameter µm Property 0.5 2.2 390 1.95 7-9.7 Type I 1 2.7 250 1.75 7-8.7 Type II ]1[ي لراتنج البولي أستر غير المشبعئ التركيب الكيميا:)١(الشكل رقم n O n=3-6 Ester Groups HOC-C=C-C O-C-C-O-C- --C-O-C-C-O-C-C=C-C--O-C-C-OH O O O O O ٢٠١١ ١ العدد ٤مجلة القادسیة للعلوم الھندسیة المجلد ٢٠٠ إختبار مقاومة الشد ) : ٤(الشكل رقم Reinforcing Percentage (%) Te n si le S tr en gt h ( N /m 2 ) إختبار مقاومة الصدمة ) :٣(الشكل رقم Reinforcing Percentage (%) Im p ac t St re ng th ( K j/ m 2 ) 0 10 20 30 40 50 60 70 80 0 50 100 150 200 250 300 350 400 0 10 20 30 40 50 60 70 80 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 Reinforcing Percentage (%) C o m p re ss io n St re n gt h (M p a) إختبار مقاومة اإلنضغاط ) : ٥(الشكل رقم Reinforcing Percentage (%) Fl ex u ra l S tr en gt h (G p a) إختبار مقاومة اإلنثناء :)٦(م الشكل رق 0 10 20 30 40 50 60 70 80 0.00 0.02 0.04 0.06 0.08 0.10 0.12 0.14 0.16 0.18 0.20 0 10 20 30 40 50 60 70 80 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 ٢٠١١ ١ العدد ٤مجلة القادسیة للعلوم الھندسیة المجلد ٢٠١ 0 10 20 30 40 50 60 70 80 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Reinforcing Percentage (%) H ar d n es s (N /m 2 ) إختبار الصالدة :)٧(الشكل رقم ) ألياف% ٢٠+ راتنج % ٨٠ (:)٩(الشكل رقم Temperature,(ºC) Th er m al C o n d uc ti vi ty , k ( W /m . º C) ) ألياف% ٤٠+ راتنج % ٦٠ (:)١٠(الشكل رقم Temperature,(ºC) Th er m al C o n d uc ti vi ty , k ( W /m . º C) ) ألياف% ٦٠+ راتنج % ٤٠ (:)١١(الشكل رقم Temperature,(ºC) Th er m al C o n d uc ti vi ty , k ( W /m . º C) Temperature,(ºC) Th er m al C o n d uc ti vi ty , k ( W /m . º C) للراتنج الموصلية الحرارية :)٨(الشكل رقم 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60 0.70 0.80 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60 0.70 0.80 0.90 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 0.30 0.40 0.50 0.60 0.70 0.80 0.90 1.00 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 0.40 0.50 0.60 0.70 0.80 0.90 1.00 1.10 1.20 1.30 1.40 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 0.20 0.40 0.60 0.80 1.00 1.20 1.40 Resin Only 80% Resin + 20% Fibers 60% Resin + 40% Fibers 40% Resin + 60% Fibers مقارنة بين الحاالت األربعة :)١٢ (الشكل رقم Temperature,(ºC) Th er m al C o n d uc ti vi ty , k ( W /m . º C)