2011) 2( 24مجلة ابن الهیثم للعلوم الصرفة والتطبیقیة المجلد دراسة تأثیردرجة الحرارة على بعض الخواص المیكانیكیة لمتراكبات منفردة وھجینة *بلقیس محمد ضیاء الدباغ ،مصطفى زید عبدهللا عزیز ، عبد الحمید رحیم الصراف بغداد أبن الھیثم ،جامعة - قسم الفیزیاء ،كلیة التربیة قسم العلوم التطبیقیة،الجامعة التكنولوجیة* 2010شباط 16 :استلم البحث في 2010حزیران 30 : في قبل البحث الخالصة بوصفه مادة لمتراكبات مكونة من االیبوكسي ومقاومةاالنضغاط مقاومة الصدمة واألنحناء درس في هذا البحث بوصفها مواد وألیاف الصوف الصخري ،ومسحوق الزجاج ،)االبیض الروسيو االحمر الجاوي(اساس مع دقائق الخشب ول حص ، بینت النتائجالمقارنة في ظروف مختلفة بدرجات الحرارةواجراء ولجمیع النماذج%) 20( تدعیم وبكسر حجمي ند الزیادة بدرجات عتزداد مقاومة الصدمة وكذلك الدقائق واأللیافو الدقائق باالراتنج تدعیم زیادة في مقاومة الصدمة عند وانخفاض فقط بالدقائق ولوحظ ایضا حصول زیادة في معامل المرونة للمواد المتراكبة المدعمةولجمیع النماذج، الحرارة حصول انخفاض في معامالت المرونة ولجمیع عن " محشوة بالدقائق واأللیاف فضالمعامل المرونة للمواد المتراكبة ال الزیادة بدرجات الحرارة،اما عند اجراء اختبار مقاومة االنضغاط تبین حصول زیادة في مقاومة االنضغاط عندالنماذج عن .ولجمیع النماذج وتناقص هذه المقاومة مع زیادة درجات الحرارة درجة حرارة الغرفة متراكبات ،خواص میكانیكیة ، ألیاف الصوف الصغري، دقیق الخشب ، راتنج االیبوكسي: كلمات مفتاحیة المقدمة أهـتم العدیـد مـن البـاحثین بدراسـة الخصـائص المیكانیكیـة للمـواد المتراكبـة بشـكل عـام ومـن بینهـا مقاومـة الصـدمة فـي عــام ف .تطبیقـات الصــناعیة المختلفـةلمـا لهـا مــن أهمیـة بالغـة فــي تحدیـد نوعیـة المــادة المالئمـة لل واالنضـغاطواألنحناء خصائص المرونة للمواد المتراكبة الدقائقیة وذلـك بأسـتعمال فيوجماعته تأثیر الدقائق (Sumite)درس الباحث ) 1982( بــدقائق ان معامــل یونــك للمتراكبــات المحشــوة فقــد تبــین تمتــزج مــع البــولي بـروبلین الســیرامیكیةدقائق الــ انـواع مختلفــة مــن متراكبـات المحشـوة بـدقائق یـادة حجـم الـدقائق، امـا بالنسـبة الـى الیزداد مع زیادة محتوى الحشوة ولكنـه یتنـاقص مـع ز صغیرة (Chand)قـام الباحــث ) 1987(وفـي عـام ،[1]زیـادة محتـوى الحشـوة وحجـم الـدقائقكبیـرة فـأن معامـل یونـك یتنـاقص مـع اذ. للمـادة المتراكبـة (Impact)بدراسة متراكبات راتـنج البـولي آسـتر المحشـو برمـاد قشـرة الـرز وحسـاب الصـدمة وجماعته .[2]اقص بزیـادة الكســر الحجمـي للحشــوةتتنــتـزداد لكنهـا تبـین عنـد أضــافة الحشـوة الــى البـولي آسـتر فــأن مقاومـة الصــدمة المیكانیكیة للبولي أستر غیـر المشـبع والمـدعم بـدقائق سـیرامیكیة بدراسة الخواص )ایناس(قامت الباحثة ) 1999(وفي عام أســتر غیــر المــدعم وكــذلك المرونــة الــى أربــع أضــعاف بالنســبة الــى البــوليحصــول زیــادة فــي معامــل وجــد مختلفــة ،وقــد M)قـام الباحــث )2003(وفــي عــام.[3]حصـول زیــادة فــي قــیم مقاومـة األنحنــاء atsumura) ص بدراســة الخــوا وجماعتــه د معامـل المرونـة یــزدا سـود والســلیكا، وقـد تبـین أنألیبوكسـي بوصـفه مـادة أســاس والمـدعم بـدقائق الكـاربون األالمیكانیكیـة ل قــام ) 2007(وفـي عـام .[4]الـدقائق لكـن ضـمن المنطقـة المطاطیـة ویقــل عنـد األقتـراب مـن الحالـة الزجاجیـةبأضـافة هـذه األیبوكســي بوصـفه مــادة أسـاس والمحشــو واألنحنـاء لمــواد متراكبـة مكونــة مـن مقاومـة األنضــغاطبدراســة ) أحمـد(الباحـث نحنـاء ومقاومــة األنضـغاطیة لجمیـع النمــاذج متانـة األحصــول زیـادة فـي قــیم ،وقــد أظهـرت النتـائج وز الهندبـدقائق قشـرة جـ .mm(0.3-0.063)[5]المدعمة بالدقائق ذي الحجم الحبیبي الذي یمتد بین 2011) 2( 24لعلوم الصرفة والتطبیقیة المجلدمجلة ابن الهیثم ل الجانب النظري Impact S(مقاومــة الصــدمة اختبار )1( trength Test ( : اختبــار مقاومـــة الصــدمة یعــد مــن الفحوصــات المهمـــة اختیـار الصــدمة بطریقـة جــاربي الـذي یمثــل لاســتعم اقعـة تحــت تـأثیر قــوى سـریعة، اذاالمسـتعملة لدراســة سـلوك المــواد الو ً◌ رئیسـا ً◌ ان اإلجهـاد المسـلط وتـأثیرات المحـیط تـؤدي دورا ،إحدى صور فحص االنحناء ثالثي النقاط ولكن بنوعه الحركي ، اذ ان الطاقـة الكامنـة للمطرقـة تتغیـر ویحـدث تحـول للطاقـة ویـتم انجـاز شـغل علـى الجـزء في تحدید متانة الصدمة للمواد ، لـذلك فــان لطاقـة وامتصاصــها ومـن ثـم التشــتتي تصـل إلیــه الصـدمة أي ان جهـاز اختبــار الصـدمة یتضــمن تحـول االـذ ـــل المتانــــة الطاقـــة الممتصــــة تحــــدد صــــفات ومیـــزات المــــادة الواقعــــة تحــــت أحمــــال الصـــدمة، اذ ان طاقــــة الصــــدمة تمثـ )Toughness (یة تتطلب طاقـة اكبـر مـن المـادة ذيلمتانة العالا و، فالمادة ذمنجز لكسر األنموذجوتعرف بأنها الشغل ال :ویمكن استخراج مقاومة الصدمة من العالقة االتیة.[6]المتانة األقل ) 1...............(مساحة المقطع العرضي للعینة \الطاقة الالزمة للكسر = مقاومة الصدمة لقـد القـى . عند إخضاعها الختبار الصدمة ً◌ هناك بعض البولیمرات تتمیز بمتانة جیدة لكن أداءها یكون ضعیفا ) Ductile( ةاختبار الصدمة اهتمامًا كبیرًا من الباحثین الن هناك خطرًا یكمـن فـي ان المـواد البولیمریـة قـد تكـون مطیلیـ Britt(قد تبدو هشة تحت تأثیر االجهادات الساكنة ولكنها le ([7] تحت تأثیر االجهادات السریعة. ان اذ. تعـرف المرونـة بأنهـا مقـدرة المـادة علـى االنحنـاء تحـت الحمـل المسـلط: )Bending Test(اختبار االنحنـاء) 2( نـت مطاوعـة ام تمثل إحدى أهم الخواص التي تتمتع بها البولیمرات عن غیرهـا مـن المـواد سـواء أكا) Flexibility(المرونة متصلدة حراریًا، وكذلك تعرف المرونة بأنها قابلیـة المـادة علـى تحمـل التشـوه المـرن دون ضـعف او تحطـم وهـي میـزة مهمـة لعجـالت المسـننة والطـائرات والسـفن كـذلك یمكـن تعریـف مقاومـة االنحنـاء بانهـا مثـل اجدًا تعتمد علیها الكثیرمن التطبیقات او اتجاهیـة الجزیئـةنسـق (واد المتراكبـة یتـاثر بعـدد مـن العوامـل منهـاوان معامل المرونة للم .فشلقدرة المادة على مقاومة ال اثنـاء تحضـیر فـي العیـوب الناتجـة عـن الفجـوات المتكونـة جـم الـدقائق والكسـر الحجمـي للحشـوة،حللمادة األساس البولیمریة، االختبـار مـن االختبــارات األساسـیة للمـواد الهشـة وذلـك لتحدیــد یعـد هـذا .[6])معامـل مرونـة الـدقائق المدعمــة ،المتراكبـات لتحمیــل والمســافة نــوع ومعـدل ایــدة تـؤثر فــي نتیجـة هــذا االختبــار ومنهـا خـواص المرونــة واللدونـة للمــادة وهنـاك عوامــل عد االختبـار ثالثـي هـي اك طریقتـان اختبـار لقیـاس متانـة االنحنـاء و هنـ اذوٕابعاد المقطع العرضـي لألنمـوذج ، مابین المسندین فـي قیـاس مقاومـة االنحنـاء وذلـك لسـهولته وبسـاطته النقاط،اذ شاع استخدام االختبار ثالثـي النقـاط االختبار رباعيو النقاط ، [8]الضـغط جهـاد الن سابقه ألنه یقلل من احتمالیة ان تتـأذى عینـة االختبـار نتیجـة مأكثر من النوع الثاني الذي یتمیز فـي (والثانیـة قـوة شـد ،)فـي طبقـات المقطـع العلیـا(الـى أربـع قـوى األولـى قـوة انضـغاط یتعرض االختبار األنموذج في هذاف ان اختبـار االنحنــاء اذ . [9]والرابعــة قـوة زحـف، لــذا فهـو معیـار للدونــة المـادة ،والثالثــة قـوة قـص ،)طبقـات المقطـع السـفلى حسـب ) E(وبـذلك یمكـن حسـاب معامـل المرونـة ) االنحـراف -الكتلـة(یعد من االختبـارات المناسـبة للحصـول علـى منحنـى :[10]العالقة االتیة )2).......................( I gl 48 3 ) ( Deflection Mass = (E :ان اذ ) Deflection Mass: ( تمثل المیل)Slope ( المحسوب من منحنى)M ass- Deflection( ،)g :(التعجیل األرضي )l:(،المسافة بین نقطتي األرتكاز )I: (یمثل عزم االنحناء الهندسي والذي یعطى بالمعادلة االتیة)10(: )3....................................( 12 3 bd=I .سمك األنموذج: (d) ، عرض األنموذج (b) :أن اذ 2011) 2( 24الهیثم للعلوم الصرفة والتطبیقیة المجلدمجلة ابن Compressive S(اختبـار مقاومـة االنضـغاط )3( trength Test( : أعظـم إجهـاد تقاومـه مقاومـة االنضـغاط هـي Rigid M(المـادة الجسـوءة aterial ( تحـت الضـغط العمـودي، وهـذه المقاومـة تقـاس عـن طریـق قسـمة الحمـل المسـلط علـى : [10]وتعطى مقاومة االنضغاط بالعالقة . [8]وحدة المساحة للمقطع العرضي االبتدائي المعرض للحمل )4.....(............................... A p = ).mm²(المساحة ):N ( ،)A(الحمل المسلط):MPa( ،) p(مقاومة االنضغاط):: (اذ ان :[10]فتعطى بالعالقة االتیة) Compressibility(اما مضغوطة المادة )5.... (..........................   com :اذ ان ) :(التغیر بالطول)mm( ، ) :( الطول االبتدائي)mm ( ، )com : (االنفعال عند لحظة التشوه. ارة والراتنجـات المتصـلدة بـالحر ،والزجـاج ،مثـل الكونكریـت ،یسـتعمل هـذا االختبـار بشـكل واسـع لفحـص المـواد الهشـة جهـادات الشـد ویعـود السـبب فـي ذلـك التي تمتـاز بمقاومـة انضـغاط عالیـة مقارنـة بمقاومتهـا المثـل االیبوكسـي والبـولي اسـتر یـوب فمقاومـة الشـد لهـذه المـواد تعتمـد علـى توزیـع الع،وجـود الشـقوق فـي المادةلوجـود االجهـادات الجدیـدة المتولـدة نتیجـة الـى تعمل هذه العیـوب بوصـفها منـاطق لتركیـز االجهـادات وتنمـو باالتجـاه العمـودي لقـوة الشـد لـذلك نالحـظ ان دة ،اذداخل الما لهذه المواد مقاومـة عالیـة لالنضـغاط، كـذلك یمكـن تعریـف إجهـاد االنضـغاط بأنـه مقاومـة االنضـغاط عنـد الفشـل او نقطـة ك تــأثیر مهـم لتحسـین الخصــائص المیكانیكیـة للبـولیمرات وذلــ يالتـدعیم بالـدقائق ذان میكانیكیــة ، [8]الخضـوع لالنضـغاط االلتصـاق مـابین البـولیمر ،بنیـة او تركیـب الحشـوة ،والحشـوةالطبیعیـة الكیمیائیـة للبـولیمر (باالعتماد على عدة متغیرات هي قویـًا ومتینــًا فـان متانــة االنضـغاط ســوف فــاذا كـان الســطح البینـي ، [5] القولبــة وظـروف التصــلد للبـولیمر ،وسـطح الحشـوة بینمـا فـي حالـة كـون هــذا السـطح ضـعیفًا فـان المـادة المدعمـة ســوف . تتحسـن بشـكل ملحـوظ وتصـل تقریبـًا الـى متانــة الشـد سـلوك واختبـار االنضـغاطیة ذ(مسـتوى متانـة الشـد الـى تنفصل بسهولة عن المادة األساس ومتانة االنضغاط التصل ابدا عضــها الـــى ب اط تكــون فــي دفــع نهایـــات العینــةاختبــار الشـــد فیمــا عــدا ان القــوة العاملـــة فــي اختبــار االنضـــغمشــابه الــى .[8]البعض الجانب العملي وهـو (Quickmast 105)المادة األساس المستعملة في هذا البحـث هـي راتـنج األیبوكسـي نـوع : المواد المستعملة) 1( Ay)أحـد أنـواع الراتنجـات المتصــلدة بـالحرارة والمصـنع بوسـاطة la Const ruction Chemicals) وبأمتیـاز مـن شــركة (dcp) الذي سوف یرمز له یتمتع األیبوكسي ، األنكلیزیة)(Ep ن بـاقي األنـواع مـالبحث بخواص تمیـزه هذا المستعمل في تــدعیم بصــورة جیــدة لحــین الوصــول الــى التشــبع التــام مــا بــین المــادة وهـي لزوجتــه الواطئــة التــي تســمح بخلطــه مــع مــواد ال عـدم حــدوث انكمــاش بعــد صــب القالــب فهــو یمتلـك خاصــیة التصــاق عالیــة، فضــال عــن األسـاس ومــادة التــدعیم، كــذلك ج لــون شـفاف، یضــاف المصــلد الــى الــراتن وفهــو مـادة ســائلة خفیفــة القــوام ذ (Hardener)وتصـلبه، امــا المحلــول المصــلد ـــد أســــتعمویحــــدث بینهمــــ) 1: 5(بنســـبة ـــرارة الغرفـــة،أما مــــواد التــــدعیم فقـ ـــل عنــــد درجــــة حـ مــــن دقیــــق انل نوعــــا التفاعـ یمتلـك كثافـة مقــدارها الـذي) W.W.F(یرمزلـه الـذي وهمـا دقیـق الخشـب األبـیض الجـام الروسـي )Wood Flour(الخشـب )(521.757 Kg/m 3 495.544Kg/m) ارها كثافـة مقـدو (R.W.F)رمزه الجاوي الذي ، ودقیق الخشب األحمر 3 ، وكـال ( ـــدقائقي بــــین ـــاعم الــــذي یمتــــد حجمــــه الــ ـــتعمكــــذلك مایكرون،) 140-100(نــــوعي الــــدقائق مــــن النــــوع النــ ــــحوق اسـ ل مسـ یمتلــك حجــم حبیبــي مقــداره اذ G.p)(ســوف یرمزلــه الــذي (Soda-lime glass)مــن نــوع )Glass Powder(الزجـاج (35µm) 2480( وبكثافة Kg/m 3 تمتلك كثافة مقدارها )R.W(التي رمزها)Rock Wool(الصخريوألیاف الصوف ) 2011) 2( 24مجلة ابن الهیثم للعلوم الصرفة والتطبیقیة المجلد )0.7 gm/cm3 (وتعـد هـذه األلیـاف مـن العـوازل الحراریـة نظـرًا لمـا تمتـاز بـه مـن مقاومـة حراریـة .وتتمیز بلونها األخضـر .وتمتاز بمقاومة كیمیائیة عالیة (C°800)عالیة لمستوى یصل الى لعملیـة تـم تهیـأة قالـب خـاصاذ هـذه المرحلـة اتبعـت تقنیـة القولبـة الیدویـة فـي تحضـیر العینـات فـي: تحضیر العینات) 2( وبعـد تهیــأة القالـب أجریـت لـه عملیــة تنظیـف دقیقـة ثـم تبعتهــا .cm(21*21)مصـنوع مـن الحدیــد المغلـون وبأبعـاد الصـب عملیـة تجفیـف، ثـم بعـد ذلــك ولضـمان عـدم ألتصـاق الــراتنج علـى القالـب وسـهولة أســتخراج المصـبوبات بعـد أكتمـال عملیــة لعملیــة ً◌ خلیــة للقالــب بوصـفه مــادة عازلــة بعــدها أصــبح القالــب جــاهزاالتصـلب وضــع الفــابلون الالصــق علــى الجــدران الدا : ستة أنواع من المواد وكما یأتي اذ حضرت بعدها قطعت القوالب الخاصة بالفحوصات .الصب  منفـردة بوصـفه مـادة متراكبـة فقـط )الجـاوي(األیبوكسـي المـدعم بـدقائق الخشـب األحمـر (Ep+R.W.F) واألیبوكسـي، Ep+R.W.F+G.p)المدعم بدقائق الخشب األحمرومسحوق الزجاج بوصفه مادة متراكبة هجینة ) .  ـــــــیض ـــب األبـ ــــــدقائق الخشــــ ـــــــدعم بــ ـــي المـ ـــام(األیبوكســــ ــــ ـــردة ) الجـ ــــ ـــــة منفـ ـــــادة متراكبـــ ـــــفه مــ ـــــــط بوصـــ ــــي فقـ الروســـ (Ep+W.W.F) صــفه مــادة متراكبــة الروســي ومســحوق الزجــاج بو ) الجــام(،واألیبوكسـي المــدعم بــدقائق الخشــب األبــیض Ep+W.W.F+G.p)هجینة ).  ـــي المـــــدعم بألیـــــاف الصـــــوف الصـــــخري و ـــــوعي األیبوكســ ـــال نـ ــــة كــ ــــب بوصـــــفه مـــــادة متراكبـــــة هجینــ ــــائق الخشـ دقـ (Ep+R.W+R.W.F+W.W.F)واألیبوكسي غیر المدعم للتعرف على خصائصه،)Ep.( غرافیـــة لجهـــاز اختبـــار الصـــدمةیبـــین صـــور فوتو -1-والشــكل -1-وحســب المواصـــفات القیاســـیة الموضـــحة فـــي جـــدول Testing M)المصنع من قبل شـركة achines INC, Amity ville- New York) المصـنع مـن وجهازاختباراألنحنـاء Phy)شـــركة we) المكـــبس الهیــــدرولیكي نـــوع ،و األلمانیــــة(Ley Bold Harris No.36110) الجـــراء اختبــــار : [8]العالقات األتیة وذلك من خالل %) 20(بكسر حجمي مقداره مواد متراكبة اذ صنعتاالنضغاطیة، )6... ....(...... ....%.... .....100 c f w w )7.......(....................mfc www  )8....(.................... . 1 1 1 m f        : ان اذ  =لوزني لمـادة التـدعیم ،الكسـرا : ، الكسـر الحجمـي لمـادة التـدعیمfm  كثافـة المـادة األسـاس والحشـوة : , wc, wm على التوالي ، , wf :وزن المادة المتراكبة والمادة األساس والحشوة على التوالي. النتائج والمناقشة لجمیـع النمـاذج المحضـرة فـي البحـث المبینـة بالجـدول مـن مالحظـة النتـائج التـي توصـلنا الیهـا: اختبارمقاومـة الصـدمة)1( ــادة فـــي مقاومـــة الصـــدمة ولجمیـــع النمــاذج المدعمـــة المنفـــردة والهجینـــة عنـــد درجـــة حـــرارة الغرفـــة -2- تبــین حصـــول زیـ (20±2°C)، حیـث عنــد أضـافة الــدقائق الــى راتـنج األیبوكســي الــذي یعـد مــن المـواد البولیمریــة الهشــة (Britt le Poly mer) تعمل هذه الدقائق على زیادة متانة المادة المتراكبة ألن وجودها ، [11]لة ومقاومة صدمة واطئةمتانة قلی ذي أثنـاء تقدمـه خـالل المـادة سـیولد أعاقـة فـي حركتـه مـن هـذه الـدقائق فـي ن مالقاة الشق للدقائقاذ ا ،یؤدي الى انحراف الشق فـي مراكـز تواجـد الـدقائق، ولكـي یتجـاوز الشـق هـذه الحـواجز ویسـتمر بـالنمو التي تعد حواجز امام الشق وتعمل على تثبیتـه سیغیر من شكله ویتحول الى مجموعة شقوق ثانویة صـغیرة محـاوًال بـذلك المـرور بـین الدقائق،وهـذا األمـر یـؤدي الـى زیـادة الهجینة المدعمة كما تبین لنا ان المادة .[11]في سطح الشق وبذلك تزداد الطاقة المطلوبة لحصول الكسر 2011) 2( 24مجلة ابن الهیثم للعلوم الصرفة والتطبیقیة المجلد )Ep+R.W.F+G.p (الهجینـة امتلكت اعلى مقاومة صدمة ثم تلتهـا المـادة المدعمـة )Ep+W.W.F+G.p( ومـن ثـم ، ومن هنا نالحـظ أنـه عنـد أضـافة مسـحوق الزجـاج على التوالي)Ep+R.W.F(،) Ep+W.W.F(المنفردة المواد المدعمة (Owen)الى المواد المدعمة یؤدي الى زیادة مقاومة الصدمة أي زیادة في متانة المادة المتراكبـة، وهـذا یتفـق مـع الباحـث نــةالهجی أمــا المـادة المدعمـة، [12]الحـظ أن مسـحوق الزجـاج یعطــي متانـة كسـر وصــالبة للمـادة البولیمریـة األسـاس ،اذ )Ep+R.W+R.W.F+W.W.F( لیـــاف لنســبة الـــى النمـــاذج المدعمـــة وذلـــك ألن أفقــد أمتلكـــت أقـــل مقاومـــة صـــدمة با gm/cm(الصـوف الصـخري تتمیـز بكثافــة واطئـة جـدًا 3 التـي تعمــل بوصـفها نقـاط ضــعف أي انــه یتضـمن فجـوات ) 0.7 اذالــدقائق علـى زیـادة المسـافة الداخلیـة بـین األلیـاف، وكـذلك تعمــل هـذه لألجهـادات ً◌ داخـل المـادة المدعمـة وتكـون مركـزا امـا عنــد ،[13]ان طاقـة الكسـر للمـواد الهشـة المدعمـة بالـدقائق تـزداد عنـدما یــتم التنـاقص فـي المسـافة الداخلیـة بـین الـدقائق مـاذج عنــد العالقـة بــین مقاومـة الصـدمة لجمیـع الن -2-الشـكل ویوضـح أجـراء اختبـار الصـدمة عنـد درجـات حــرارة مختلفـة ـــرارة ،اذدرجـــات حـــرارة مختلفــــة ، فـــنالحظ زیـــادة مقاومــــة الصـــدمة بزیـــادة درجــــة الحـــرارة ولجمیـــع النمــــاذج عنـــد درجـــة حـ (40±2°C) نالحـظ ان الزیـادة تكـون طفیفـة، وقــد تكـون بسـبب زیـادة قـوى التــرابط بـین السالسـل الجزیئیـة للمـادة البولیمریــة فنالحظ ان هنـاك زیـادة كبیـرة فـي (C°2±60)، أما عند درجة [14]التشابكیة حدوث أستكمال للتفاعالت لاألساس نتیجة مقاومة الصدمة بسبب ارتخاء األواصر بین جزیئات المادة البولیمریة وزیادة حركتهـا األنزالقیـة وهـذا یعطیهـا امكانیـة أكبـر جزیئـات المـادة البولیمریـة یرجـع ، وسـبب ارتخـاء األواصـر بـین [15]الكسـر ألمتصاص الطاقة مما یؤدي الى زیـادة طاقـة اذالى أن األواصر الموجودة بـین الجزیئـات هـي أواصـر ثانویـة التـي تتمیـز بأنهـا أواصـر ضـعیفة مقارنـة باآلواصـر األولیـة تضعف هذه اآلواصر عند ارتفاع درجات الحرارة ،وكذلك فأن الهشاشة عند معدالت التحمیل العالیة لیسـت خاصـیة مطلقـة .[7]ن البولیمر الذي یكون هشًا عند درجة حرارة الغرفة فأنه یصبح مطیلیًا عند درجات حرارة مرتفعةللبولیمرات أل اذ تخضع العینة في هذا األختبار لمعـدل ،ار الصدمة بمعدل األجهاداختبهذا األختبار یختلف عن : اختبار األنحناء) 2( ، والهـدف الــرئیس مــن هـذا األختبــار هــو التعـرف علــى الســلوك الخطـي أو مــا یــدعى فـي اغلــب األحیــان [9]أجهـاد بطیــئ (Hooken Behavior) اذ .للمـادة الواقعـة تحــت تـأثیر الحمـل المســلط باألتجـاه العمـودي علــى المسـتوى السـطحي للمــادة زوال تــأثیر الحمـل المسـلط تسـترجع المــادة یتناسـب طردیـًا مــع الحمـل المسـلط، فعنـد (Deflection)أن األنحـراف الحظنـا قــیم معامــل -3-یســتعرض الجـدول و .(Hook Law)ن ذلـك أن المــادة تخضـع لقــانون هــوكحالتهـا األولــى ویسـتنتج مــ نالحــظ ان المــادة المدعمــة (C°2±20)المرونـة لجمیــع النمــاذج عنــد درجـات حــرارة مختلفــة فعنــد درجـة الحــرارة الغرفــة تلتها المـواد) Ep+R.W.F(المنفردة امتلكت أعلى معامل مرونة ومن ثم المادة المدعمة) Ep+R.W.F+G.p(الهجینة )Ep+W.W.F(و ،)Ep+W.W.F+G.p(و،)Ep(و،)Ep+R.W+R.W.F+W.W.F (نالحــــظ ان علـــى التــــوالي، اذ (Lee and Ohkita)دقـائق الخشـب یعمـل علـى زیـادة معامـل المرونـة وهـذا یتفـق مـع البـاحثین التـدعیم بالـدقائق والسـیما دون مــن مـع بعضـها اآلخـر (Contact)، وان هـذه الزیـادة ناشـئة مـن أحتمالیـة ان الـدقائق قـد اصـبحت فـي تمـاس [16] وجود الطبقة المستمرة للمادة األساس بینها او الـى ان صـفوف الـدقائق تحـاط بوسـاطة قشـرة مـن المـادة األسـاس وهـذا یتفـق كـذلك یمكـن القـول أن وجـود الـدقائق یـؤدي الـى التقیـد أو التحدیـد لمرونـة . [13][17] (Ishai and Cohen)مـع البـاحثین یــة الجزیئــات الكبیــرة للمــادة األســاس والتراكیــب الجزیئیــة المضــافة التــي یــتم تكوینهــا خــالل وجــود الــدقائق ممــا یجعــل عمل وان سـبب أمــتالك المــادة . [18][19]یـؤدي الــى زیـادة معامــل المرونــة للمـادة المتراكبــة األسـترخاء أكثــر صـعوبة ومــن ثــم یعـود الـى ان ) Ep+R.W.F(المنفـردة معامل مرونـة أعلـى مـن المـادة المدعمـة) Ep+R.W.F+G.p(الهجینة المدعمة تعمـل هـذه الـدقائق الصـغیرة ،اذ (35µm)تكـون ذا حجـم حبیبـي صـغیر جـدًا (Glass Powder)دقـائق مسـحوق الزجـاج . [1] (Sumita)على زیادة معامل المرونة فكلما قلَّ حجم الـدقائق ادى الـى زیـادة معامـل المرونـة وهـذا یتفـق مـع الباحـث فقـد اعطــت مـادة بخـواص جدیـدة وهـي بأمتالكهـا معامــل ) Ep+R.W+R.W.F+W.W.F(الهجینـة امـا المـادة المدعمـة ، ویعود ذلك الى أن ألیاف الصوف الصخري غیر المدعمة لمادة األساسمرونة أوطأ من معامل مرونة ا 2011) 2( 24مجلة ابن الهیثم للعلوم الصرفة والتطبیقیة المجلد 0.7gm\cm)تكـون ذا كثافــة واطئـة 3 داخــل المــادة (Voids)، لــذلك فــأن هـذه األلیــاف ســوف تـؤدي الــى تكــوین فجـوات ( ، وان هـــذه وجماعتــه (Kulkarni)الفجــوات علـــى تقلیــل معامـــل المرونــة وهــذا یتفـــق مــع الباحـــث تعمــل هـــذه ،اذالمدعمــة وعند اجراء هذا األختبار عنـد درجـات حـرارة مختلفـة لـوحظ أنخفـاض قـیم معامـل ،[20]لألجهادات ً◌ً◌ الفجوات تكون مركزا الجزیئیـة للمـادة األسـاس ومـن ثـم سالسـلالمرونة ولجمیع النماذج المحضرة ویعود سبب ذلك الى ضـعف قـوى التـرابط بـین ال ، فـي [18]تصبح مادة لینة عند ارتفاع درجات الحرارة ویحدث فیها انفعال كبیر مؤدیـًا بـذلك الـى انخفـاض معامـل المرونـة بـین السالسـل الجزیئیـة للمـادة األسـاس ممـا یـؤدي ةحین عند انخفاض درجات الحرارة یحدث هناك شـد فـي الـروابط الموجـود ، [21]حیــث تصــبح المــادة صــلدة وذات معــدالت انفعــال واطئــة ممــا یزیــد مــن معــامالت مرونتهــا ،اذالــى تقیــد حركتهــا التــي تحتــوي علــى غــازات محصـورة داخــل هــذه الفجــوات فعنــد ارتفــاع وجــود الفجــوات فــي المـواد المدعمــة ذلــك عــن "فضـال ة تـؤدي الـى تمــدد هـذه الغـازات وبالتـالي تكــوین أجهـادات داخلیـة تقلـل مــن جسـاءة المـادة، وان األخـتالف فــي درجـات الحـرار معامالت المرونة بین المادة األساس ومواد التـدعیم یـؤدي كـذلك الـى خلـق اجهـادات داخلیـة تقلـل مـن جسـاءة المـادة ، وهـذا ة المنفـردة والهجینـة بقیـت تمتلـك أعلـى معـامالت مرونـة عنـد وان جمیـع المـواد المدعمـ. [17] (Young)الباحـث یتفق مع العالقـة بــین معــامالت المرونـة لجمیــع النمــاذج المحضـرة عنــد درجــات -3- الشــكل ویوضــح ارتفـاع درجــات الحـرارة ، .حرارة مختلفة المهمـة، ومــن مالحظــة یعــد سـلوك األنضــغاط للمــواد المتراكبـة مــن الخـواص المیكانیكیــة : اختبـار مقاومــة االنضـغاط)3( الذي یوضح قیم مقاومـة األنضـغاطیة لجمیـع النمـاذج عنـد درجـات حـرارة مختلفـة، نالحـظ أن التـدعیم بالـدقائق -4-الجدول ،(C°2±20)ولجمیع النمـاذج عنـد درجـة حـرارة الغرفـة (Compresion Strength)أدى الى زیادة مقاومة األنضغاطیة اعلــى قیمــة لمقاومــة األنضـــغاطیة ومــن ثــم المــادة المدعمـــة ) Ep+R.W.F+G.p(نـــة امتلكــت المــادة المدعمــة الهجیاذ ـــردة ــــ ــــ ــــ ــــ ـــــوالي ) Ep+W.W.F(المنفـ ــــ ــــ ــــ ـــى التــــ ــــ ــــ ــــ ــــ ـــة علــ ــــ ــــ ــــ ــــ ـــردة والهجینــ ــــ ــــ ــــ ــــ ــــــة المنفــ ــــ ــــ ــــ ـــــواد المدعمـــ ــــ ــــ ــــ ـــــا المــــ ــــ ــــ ــــ وتلتهــــ )Ep+R.W.F(و،)Ep+W.W.F+G.p(و،)Ep+R.W+R.W.F+W.W.F ( ــــنج ـــرة راتـــ ـــــة األخیــــ ـــي المرتبـ وجــــــاء فــــ لمقاومـة األنضـغاطیة،وان زیـادة مقاومـة األنضـغاطیة عنـد التـدعیم بالـدقائق یعـود الذي أمتلك أوطأ قیمة (Ep)األیبوكسي ان متانـة أیـة مـادة متعلقـة وبصـورة اذ، [22]الى ان الدقائق تعمل بوصفها معوقات لنمو الشقوق والصـدوع وحـدوث الفشـل أساسیة بوجود العیوب التي تتضمنها المادة ومن الجدیر بالذكر أن متانة المـادة المتراكبـة یمكـن السـیطرة والـتحكم بهـا وذلـك عنــد اجـراء هـذا األختبـار عنــد درجـات حـرارة مختلفـة نالحــظ ،و [22]عـن طریـق السـیطرة علـى خصــائص بدایـة نمـو العیـب ار لقــیم مقاومـة األنضـغاطیة مــع ارتفـاع درجـات الحــرارة، وهـذا یعـزى الــى ضـعف المـادة األســاس وقـوة الــربط حصـول انحـد ان اذ، [15]اذ ان الحـرارة تجعـل الــراتنج أكثـر لیونـة ممــا یضـعف مقاومـة المــادة لحمـل األنضــغاطیة ،بینهـا وبـین الــدقائق كـذلك یمكــن تفســیر انخفــاض قـیم اجهــاد الخضــوع عنــد . [7]البـولیمرات تظهــر ســلوك مطیلــي عنـد ارتفــاع درجــات الحــرارة ان األیبوكسـي یتمــدد اذ ،ارتفـاع درجـات الحـرارة بســبب األخـتالف فـي معامـل التمــدد الحـراري بـین المـادة األســاس والـدقائق سـاس ممـا دون تمدد وهكذا تكون الدقائق بوصفها نقـاط ضـعف للمـادة األ من عند هذه الدرجات الحراریة بینما الدقائق تبقى ، وهـذا مــا یفسـر امـتالك األیبوكسـي غیـر المـدعم اعلـى مقاومـة انضــغاط [7]یعطـي للمـادة المدعمـة مقاومـة واطئـة للكسـر العالقـــة بـــین قـــیم مقاومـــة -4-الشـــكل ویوضـــح.(Ductile)یتحـــول الـــى مـــادة مطیلیـــة اذ ،عنـــد ارتفـــاع درجـــات الحـــرارة .لفةماذج عند درجات حرارة مختاألنضغاطیة لجمیع الن االستنتاجات : في بعض الخواص المیكانیكیة تم استنتاج االتيدرجة الحرارة تأثیرالتدعیم و اجراء البحث والدراسة حول بعد 2011) 2( 24مجلة ابن الهیثم للعلوم الصرفة والتطبیقیة المجلد فضــال ،لجمیــع النمـاذج عنـد درجــة حـرارة الغرفـةو المیكانیكیـةملحوضـة فــي الخـواص التـدعیم بالـدقائق أدى الــى زیـادة -1 درجـة الحـرارة بینمـا یقـل معامـل المرونـة ومقاومـة االنضـغاط بارتفـاع بارتفـاعمقاومـة الصـدمة في زیادةحصول عن .درجات الحرارة .لحراریة المرتفعةعند الدرجات ا واالنضغاط أمتالك عینات األیبوكسي غیر المدعم أعلى قیم لمقاومة الصدمة-2 ـــل التــــدعیم الـــذي تضــــیفه الــــدقائق ان وجـــود ألیــــاف الصــــوف الصــــخري -3 ـــى المــــادة مــــع الـــدقائق یعمــــل علــــى تقلیـ الـ الصـدمة الـى ضافة مسحوق الزجاج الى المادة المتراكبة الدقائقیة المنفـردة تـؤدي الـى زیـادة مقاومـة ة،اما عند االمتراكب ما یقارب ثالثة اضعاف، مواصـفة جدیــدة تمثلـت بأمتالكهــا الهجینـة )بنـوعین مـن الخشــب وألیـاف الصـوف الصــخري(المدعمــة أظهـرت المـادة -4 .معامل مرونة أوطأ من معامل مرونة عینات األیبوكسي غیر المدعمة المصادر 1. Sumita,M .; Ookuma, T.; M iyasaka, K. and Ishikawa, K.(1982), Journal of M aterials Science , Effect of Ultra Fine Particles on t he elastic p rop erties of oriented Polyp ropy lene comp osites, 17(10):2869 -2877. 2. Chand,N.; Dan ,K.T Verma .S and Rohat gi ,P.K.(1987),Journal of M aterials Science Letters , Rice hush ask filled-p olyester resin comp osites, 6 (6): 733-735. ق ،) 1999(ایناس محي ، ،ھادي .3 دراسة الخواص المیكانیكیة و الحراریة للبولي استر غیر المشبع و المدعم بدقائ . الجامعة التكنولوجیة –علوم تطبیقیة ، رسالة ماجستیر،سیرامیكیة 4. M atsumura,T. ;Ochi, M and Nagata ,K. (2003) Journal of App lied Poly mer Science, Thermomechan ical Prop erties , Structure , & conductivity of Organic / Inor ganic Hy brid M aterial Filled with a conductive Filler , 90: 1980-1984. د احمد سرحان، 5. جوز الھند، دراسة الخصائص المیكانیكیة و ا)2007(احم ، لحراریة لمتراكبات بولیمیریة من قشور .الجامعة التكنولوجیة-علوم تطبیقیة رسالة ماجستیر، 6. Gupt a,M .C. and Gup ta ,A.P. (2005), Poly mer Composite, Published by New Age International(P)Ltd,NewDelhi. 7. Bhatnagar ,M .S. (2004), Ch emistry & Technology of p olymers, 3 , p ublished by S.Chand & Co mpany LTD , New Delhi. 8. Hull .D , (1980) , An Introduction to comp osite M aterials, 1st edition , f irst p ublished , Cambridge University Press U.k . ى ،)2000(نجالء رشدي محمد ،،علیان 9. راریة لخلطات بولیمیریة و اخر راسة الخواص المیكانیكیة و الح تصنیع و د .الجامعة التكنولوجیة –قسم العلوم التطبیقیة ،رسالة دكتوراه،مدعمة 10. Tolf ,G ,and Clarin ,P. (1984) , Fiber Science & Technology , Comparsion Between Flexur al & Tensile M odulus of Fiber Comp osites, 21(4): 319-326. 11. Broutman, L.J .(1974),Composite M aterials ,Fracture & Fatigu e, 5 , Academic Press Inc. 12. Owen ,A.B . (1979), Journal of M aterials Scien ce, Dir ect Observations of debonding at crack tip s in glass bead - f illed ep oxy , 14(10): 2521- 2523. 13. Youn g .R.J. and B eaumont .P.W.R , (1977), Journa l of M aterial Science, Failur e of Britt le Poly mers by Slow crack growt h - p art 3 : Effect of composition up on the fracture of silica p article - filled Ep oxy resin compositions,12(4):(684-692). 14. Tavakoli, .S.M .; Palfrey ,R.A. and Phillips, M .G. (1989),composites, 20(20): 159 – 165. 15. Grawford ,R.J .(1987),Plastics engineering, Second Ed ition , Pregmon Press, New York. 16. Seung – Hwan Lee & Ohkita ,T. (2003), Journal of App lied Poly mer Science, M echanical & thermal Flow Prop erties of Wood Flour - Biodegradab le Poly mer Composites, 90: 1900 – 1905. 17. Youn g ,R.J . ; M axwell,D.L. and Kinlock ,A.J. (1986), Journal of M aterials Science, The deformation of hy brid - particulate comp osites, 21(2): 380 -388. 2011) 2( 24مجلة ابن الهیثم للعلوم الصرفة والتطبیقیة المجلد 18. Vladkova ,T.; Vassilera ,St. and Natov, M .(2003),Journal of App lied Science, Wood Flour A New Filler for the Rubber Processing Indust ry . I . Cure Characteristics & M echanical Prop erties of Wood Flour - Filled NBR & NBR/PVc Co mpounds, 90: 2734 – 2739. 19. Stepek, J. and Daoust ,H. (1983 ), Additives for Plastics, Sp ringer - Varla g New York Heidelber g B erlin. 20. Kulkarni ,S. ; Dha,D.; M urthy ,C and Kishore, (2002), Bulletin of M aterials Science, Analysis of filler - Fiber Interaction in Fly Ash Filled Short Fiber- Epoxy Comp osites Using Ultrasonic NDE, 25(2): 137-140. 21. M ccrum, N.G.; Buckly ,C.P. and Bucknall ,C.Bb , (1997), Princip le of Poly mer Engineer ing , Second Edition, Jhon Wiley & Sons, New York. 22. Pand , J and Sharma ,D. (1984), Fiber Science & Technology , Fracture Toughness of Short Glass Fiber & Glass Particulate Hy brid Comp osites, 21(4): 307-317. یبین االبعاد القیاسیة للعینات):1(جدول المواصفات القیاسیة األبعاد القیاسیة للعینات نوع األختبار أختبار الصدمة Impact test ANSI/ASTM-D790 نحناء أختبار األ Bend ing test ISO-179 نضغاط أختبار اال Compression test ASTM-D695 یبین قیم مقاومة الصدمة عند درجات حراریة مختلفة): 2(جدول Impa ct S trength (KJ/m 2 ) Material C˚2±60 C˚2±40 C˚2±20 13.1 8.35 8.2 Ep +R.W.F+G.p 9.4 3.1 2.8 Ep +R.W.F 11.4 3.7 2.5 Ep +R.W+R.W.F+W. W.F 8.5 6.4 6.2 Ep +W.W.F+G.p 6.5 3.1 2.7 Ep +W.W.F 67.3 5.6 2.1 Ep یبین قیم معامالت یونك عند درجات حراریة مختلفة): 3( جدول Young‘s Modul us (Mpa) Material C˚2±60 C˚2±40 C˚2±20 23.72 274.91 2307.56 Ep +R.W.F+G.p 20.67 228.98 1944.07 Ep +R.W.F 110.64 248.39 1297.98 Ep +R.W+R.W.F+W. W.F 159.14 259.95 1608.05 Ep +W.W. F+G.p 21.21 297.73 1846.64 Ep +W.W.F 18.48 20.41 1415.41 Ep ة (4):جدول یبین قیم مقاومة االنضغاط عند درجات حراریة مختلف الهیثم مجلة ابن الصرفة للعلوم والتطبیقیة 24المجلد 2011 )2 ( یبین االجھزة المستخدمة في الفحوصات):1(شكل بین قیم مقاومة الصدمة عند درجات حرارة مختلفةیبین العالقة ):(2شكل Compresi on Strength (MPa) Material C˚2±60 C˚2±40 C˚2±20 46.97 53.65 96.26 Ep +R.W.F+G.p 36.02 42.71 92.11 Ep +R.W.F 41.97 46.56 74.48 Ep +R.W+R.W.F+W. W.F 37.83 45.94 87.51 Ep +W.W.F+G.p 43.37 45.93 93.57 Ep +W.W. F 61.38 63.15 73.86 Ep ة جھاز اختبار الصدم جھازاختبار األنحناء جھازاختبار االنضغاطیة 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 0 20 40 60 80 Temp erature ( C) Im p ac t S tr en g th ( K J/ m ^2 ) Ep+R. W.F+G.p Ep+R. W.F Ep+R. W+R. W.F+W .W .F Ep+W .W .F+G .p Ep+W .W .F Ep º الهیثم للعلوم مجلة ابن والتطبیقیة الصرفة ) 2( 24المجلد 2011 یبین العالقة بین قیم معامالت یونك عند درجات حرارة مختلفة :)3(شكل 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400 0 20 40 60 80 Temperature ( C) Y o u n g `s M o d o u lu s ( M P a ) Ep+R.W.F+ G.p Ep+R.W.F Ep+R.W+R.W .F+W.W.F Ep+W.W.F+G .p Ep+W.W.F Ep º 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 0 20 40 60 80 Temperature ( C) C o m p re s s iv e S t re n g th ( M P a ) Ep+R.W .F+ G.p Ep+R.W .F Ep+R.W +R.W. F+W.W. F Ep+W .W. F+G.p Ep+W .W. F Ep º یبین العالقة بین قیم مقاومة االنضغاط عند درجات حرارة مختلفة ):4(شكل IBN AL- HAITHAM J. FOR PURE & APPL. S CI. VOL.24 (2) 2011 Studing Effect of Temperature on Some Mechanical Properties o f Single And Hybrid Composites M. Z. Abdullah, A. R. Al-Sarraf, B. M. Dhiaa* Departme nt of Physics، College of Education I bn Al-Haitham, Unive rsity of Baghdad * Department of Application Sciences , Unive rsity of Technology Received in: 16, February , 2010 Accepte d in: 30, June, 2010 Abstract In this research,we are st udied imp act st rength, bending and comp ression st rength of comp osites including the epoxy resin as a matrix , with gawaian red wood flour ,Russian white wood flour ,glass p owder and rock wool fibers as reinforcement materials with volume fraction (20%) for all samples,and comp ared them in different conditions of temp eratures. The results have shown t hat t he impact st rength increased with the reinforcement with (p articles and fibers),and at high temp eratures for all samples p repared,and also observed an increase in elasticity coefficient of epoxy comp osites filled with (different p articles) and decreased in elasticity coefficient of epoxy comp osites filled with (p articles and fibers) , on the other hand the elasticity coefficient of all the samples p repared decreased at high temp eratures,and increased in compression st rength of all samples at room temp erature ,but at high temp eratures comp ression st rength of all samp les decreased. Key words: epoxy resin , comp osites , mechan ical p rop erties , Rockwool Fibers , Wood flour