2010) 2( 32المجلد مجلة ابن الهیثم للعلوم الصرفة والتطبیقیة وهجینة منفردة لمتراكبات البلى معدل ودراسة تحضیر ** الدباغ محمد بلقیس ،* الصراف رحیم الحمید عبد ، احمد حمید عدي بغداد جامعة یثم،اله ابن ،كلیة الفیزیاء قسم* التكنولوجیة ،الجامعة التطبیقیة العلوم قسم** الخالصة اساس مادة بوصفهما انثیوری والبولي ،االیبوكسي راتنج من مكونة متراكبة لمواد البلى معدل دراسة البحث هذا في تم االتجاه ثنائیة محاكة حصیرة ئةبهی) Aℓ.F(االلمنیوم الیافو ،PVC بألیاف ومدعمة) Ep/Pu( 90:10)( ةوزنی بنسبة في مختلفة زمنیة مدد العینات غمر وبعد المختبریة الظروف: شملت مختلفة ظروف في% 15 مقداره حجمي وبكسر و ،)Al.F +Ep+Pu( و ،)Ep+Pu+PVC(و ،)Ep+Pu: (هي المواد من أنواع اربعة تر اذ حض. االعتیادي الماء )Ep+Pu+PVC+Al.F.(المتراكبة للمادة كانت االعتیادیة الظروف في بلى مقاومة افضل ان النتائج اظهرت وقد بلى معدل وان )Ep+Pu+PVC+Al.F( الهجینة . النتائج ولجمیع الغمر مدد زیادة مع یزداد ال المقدمة فقـد لهندسـیة،ا التطبیقـات مجـال فـي المعنیـین والعلمـاء البـاحثین مـن العدیـد اهتمام البولیمریة المتراكبة المواد احتلت لقد المــواد هــذه علــى الضـوء تســلیط اجــل مــن العلمیـة بحــوثهم وجــاءت المــواد، مـن النــوع هــذا تحضــیر علـى مــنهم العدیــد عكـف ـة والمحالیـل والرطوبـة، حـرارة، درجــة( مـن بهـا المحیطـة المختلفـة الظــروف وتـأثیر والمیكانیكیـة الفیزیائیـة وخواصـها ) الكیمیائیـ ــا ــــل مـــــن وغیرهـــ ـــر المـــــؤثرة العوامـ ــا ،ىاألخـــ ــأت وفیمـــ ـارة يیـــ ـــبعض إشــــ ــــي: البحـــــوث هــــــذه لــ ـــام ففـ ـــام) (1983عــ ـــــث قــ الباحـ )Wonchang([1] ـة ـة متراكبــة لمــادة) Wear( البلــى خاصــیة بدراسـ ـاس مــادة بوصــفه االیبوكســي مــن متكونـ ومدعمـــة أسـ إن إلـى وتوصـل األلیـاف، توجیـه علـى بقـوة تعتمـد المتراكبة للمادة البلى خاصیة إن إلى توصل وقد المستمرة، الكرافیت بألیاف 30 هـو األلیـاف اتجــاه یكـون عنـدما علیهـا الحصــول یـتم للبلـى نسـبة اقـل ◦ لأللیــاف الكسـر درجـة أن ووجـد االنــزالق اتجـاه مـع .البلــى خاصــیة فــي مهمــا دورا تـؤدي ـة درسـت) 2001( عــام وفـي االیبوكســي مــن متكونـة متراكبــة لمـادة والجــاف االلتصــاقي البلـى مقاومــة [2]حامـد رغــد الباحثـ ـاج الكـاربون بألیـاف المـدعم ومــادة) 5 : 1 ( الزجـاج إلــى الكـاربون ألیـاف طبقـات عــدد وبنسـبة% 30 حجمـي بكسـر والزجـ الهجینــة المتراكبـة للمـادة البلــى مقاومـة أن إلـى وتوصـلت ،نفســه لحجمـيا لكسـرل و النقـي األلمنیــوم بمسـحوق مدعمـة متراكبـة . الدقائقیة المتراكبة للمادة البلى مقاومة من أعلى تكون ــا) Wear( البلـــى بدراســة [3])Praskash( و) Suresha( الباحثــان قـــام (2006) عـــام وفــي االیبوكســـي تلمتراكبـ ـاج بألیــاف المدعمـة إلــى الســیلكون كاربیــد مــادة بإضـافة ثانیــة ومــرة المتراكــب إلـى الكرافیــت بإضــافة أخــرى ومـرة مــرة، الزجـ والسـیلكون الكرافیـت إن إلـى وتوصـال. والسـرعة الحمـل، وبزیـادة الجافـة، الظـروف عنـد الدراسـة یـتإجرا تـم وقد أیضا، المتراكب .الزجاج بألیاف المدعم االیبوكسي لمتراكب) Wear rate( البلى معدل من قلال قد IHJPAS 2010) 2( 32المجلد مجلة ابن الهیثم للعلوم الصرفة والتطبیقیة ي رالنظ الجزء (Wear) البلى نسبیة، حركة تأثیر تحت یكونان عندما كلیهما أو السطحین احد مادة من التدریجي الفقدان انه على البلى یعرف یحدث البلى فان عامة وبصورة األخر، إلى المحتكین السطحین احد من لمادةا انتقال البلى عملیات یرافق أن ویمكن نتیجة تحدث التي العملیة انه على یعرف أن یمكن أو [4] نسبیة حركة بینهما توجد متالمسین سطحین أي بین طبیعیا غیر إلى....... والغازات والسوائل الحرارة درجة مثل المحیطة الظروف مع الصلب المادة سطح بین تفاعل حصول .[5]ذلك :[4]رئیسة عدیدة أنواععلى البلى تقسیم ویمكن . (Abrasive Wear) القشطي أو الحكي لىالب- ). (Erosive Wear لتعریةا بلى- ). (Corrosive Wear التأكیل بلى- ) .(Surface Fatigue Wear السطح كالل بلى- ).(Fretting Wear التقرح بلى- ).(Adhesive Wear االلتصاقي بلى- )(Methods of Wear Measurements البلى قیاس طرائق :قائالطر هذه بعض يیأت وفیما البلى معدل لقیاس ائقالطر من العدید هناك )(Weight Method ألوزنیة الطریقه - وبعده االختبار إجراء قبل األنموذج وزن لطریقةا هذه وتتضمن البلى معدل لقیاس والشائعة لسهلةا ائقالطر من هي بلى معدل ویحسب الوزن في الفرق حساب یتم ثم ومن :[6]اآلتیة المعادلة من ال ………………….…..(1) :نا علما WΔ :الوزن في الفرقg) .( SD :االنزالق مسافةcm) .( )(Mechanical Method المیكانیكیة ریقهالط - سطحیة ومساحة) 0.001cm( إلى یصل تصمیمي حد ذي "انموذجا) (Micrometerمایكرومیتر استعمال یتم فیها 0.01cm( قدرها ت اآلالت اسطوانات مثل الحجم كبیرة األجزاء في البلى لقیاس الطریقة هذه وتستعمل) 2 .7]،[6والسیارا )(Optical Method الضوئیة الطریقة - له، البلى معدل قیاسالذي یرید األنموذج سطح على الدقیقة للصالدة صغیرة انبعاجات بعمل لطریقةا هذه تتلخص .7]،[6البلى معدل حساب یتم االنبعاجات حجم في النقصان حساب ومن )Radiotracers Method( الشعاعیة الطریقة - في البلى معدل قیاس الطریقة بهذه ویمكن. ىاألخر الطرائق من أكثر دقة وتمتلك البلى لقیاس متطورة طریقة هي هذه وتستعمل. ىاألخر التقلیدیة الطرائق في كما وبعده التشغیل قبل والقیاسات الفحوصات إجراء من بدال حدوثه ثناءا في بقیاسه المسموح من اقل قدارم وذا جدا صغیرا المطلوب البلى قیاس یكون عندما األولى. الدراسات من لنوعین الطریقه .7]، [6وصفاته األثر خصائص لمعرفة حاجة هناك یكون عندما تستعمل والثانیة. ىاألخر الطرائق IHJPAS 2010) 2( 32المجلد مجلة ابن الهیثم للعلوم الصرفة والتطبیقیة العملي الجانب المواد المستعملة في البحث- ئلة مادة وهو) Quick mast 105( نوع االیبوكسي راتنج عمالاست البحث هذا في تم Kg\m3 1040 كثافته سا راتنج إلى ویضاف شفاف، سائل هیأة على یكون الذي) Hardener( المصلد إضافة عند الصلبة الحالة إلى یتحول ة ال بنسب ع باقي نم تمیزه بخواص لبحثا هذا في المستعمل االیبوكسي ویتصف الغرفة، حرارة درجة عند) 5 : 1 ( مقدارها األنوا نوع من فهو یوریثان البولي مطاط اما قلیل، زحف بمعدل یتمیز كما عالیة، التصاق خاصیة ویمتلك الواطئة لزوجته وهي )Tuf Bond 10 (شركة من المصنع )SAOG (،الغرفة، حرارة درجة عند شفاف اصفر سائل بهیأة یكون اذ اإلماراتیة Kg\m 1140 كثافته هیأة على یكون الذي اإلماراتیة) SAOG( شركة من المصنع) Hardener( المصلد إلیه یضاف 3 العضویة، المذیبات ألغلب الجیدة بمقاومته یوریثان البولي مطاط ویتصف1:5) (مقدارها إضافة بنسبة شفاف، سائل .المخففة والقلویات والحوامض ، وهذه األلیاف بشكل حصیرة ومحاكة )المادة األساس(لخلیط البولیمري بوصفها مادة تدعیم ل PVCوتم استعمال ألیاف (بزاویة ◦ 0→ ◦ 1390kg/mوبكثافة مقدارها ) 90 ارة العالیة وتكون اقل مطاطیة التي تمتاز بمقاومتها الجیدة لدرجات الحر ،3 (محاكة بزاویة التي تم استعمالها فكانت بشكل حصیرة و ) Al.F(اما الیاف االلمنیوم .قوة شد قلیلة يوذ وقطر ). 90◦→0◦ ، ه،الذي یتصف بكثافت2700Kg/m3، وبكثافة مقدارها )0.15mm(السلك المستعمل في تشكیل الحصیرة المنخفضة نسبیًا . ومقاومته الجیدة للتآكل وصالبة عالیة في درجات الحرارة المرتفعة النماذج تحضیر- ة خاص قالب وتهیئة بااللیاف، التدعیم وبعد قبل العینات تحضیر عملیة في الیدویة القولبة طریقة استعمال تم لعملی اجل ومن دقیقة، تنظیف عملیة له أجریت القالب تهیئة وبعد) .21cm×16cm(وبإبعاد المغلون الحدید من مصنوع الصب راتنج التصاق عدم ضمان الب على ال ة الجدران على الالصق الفابلون وضع یتم المصبوبة استخراج ولسهولة الق الداخلی : االتیة العالقات على االعتماد خالل من وذلك% 15 حجمي بكسر متراكبة مواد تصنیع وتم. للقالب Φ = 1 / (1+(1-Ψ) /Ψ). ρf/ρm . . . . . . . . . . .( 2 ) : إن حیثاذ Ψ :المتراكبة المادة في لأللیاف ألوزني الكسر . ρm , ρf :التوالي على األساس والمادة األلیاف كثافة . Φ :راكبة المادة في لأللیاف لحجميا الكسر . المت م المصبوبات تقطیع ویتم االبعاد (1) الشكلیوضح و القیاسیة لالبعاد وفقا للتقطیع خاص جهاز بأستخدا بلى لعینات القیاسیة بحث هذا في وتم البلى، وجهازاختبار لعینات فوتوغرافیة وصور ال ب الوزنیة الطریقة اعتماد ال لحسا ).1( العالقة استخدام خالل من البلى معدل والمناقشة النتائج د البلى معدل في المسلط الحمل تأثیر دراسة تمت یط( األساس للمادة وكذلك والهجینة المنفردة المتراكبة للموا الخل من لقرص دقائق) 10( االختبار مدة وكانت التوالي على نیوتن) 40 ,10,20,30( األحمال اعتماد تم إذ) البولیمري . الحدید IHJPAS 2010) 2( 32المجلد مجلة ابن الهیثم للعلوم الصرفة والتطبیقیة نتیجة البلى معدل زیادة إلى یؤدي المسلط الحمل زیادة أن ) (2والشكل )1( بالجدول الموضحة النتائج أظهرت وقد ). N( العمودیة الضاغطة القوة مع تتناسب نیوتن) F( االحتكاك قوة إن ذلك في والسبب االحتكاك قوة لزیادة F α N :فان االحتكاك معامل μ كان فإذا F = μ N رة درجة ارتفاع عن فضال . والقرص العینة سطح بین الحرا السطحین هذین بین التالمس بدایة وان واألخادید، الحادة النتؤات من كبیرا عددا یمتلك المحتكین السطحین كال ان أو لدن تشوه أما یحدث السرعة أو الحمل تأثیر تحت السطحین بین النتؤات هذه اتصال وعند الحادة النتؤات عند یحدث اإلجهاد نم أكثر یكون ربما الحادة النقاط في اإلجهاد تأثیر فان حادة النتؤات تكون عندما لكن. مرن اتصال حالة في تبقى یحدث الذي اللدن التشوه في مباشرا تأثیرا المسلط الحمل لقیمة إن إذ ،الحادة النقاط كل عند لدن تشوه یحدث وبذلك المرن إزالة أو قشط حدوث إلى مؤدیة بعضها مع الصغیرة الشقوق تتجمع إذ ،السطح من القریبة والمنطقة النتؤات قمم عند بزیادة یزداد سوف اللدن التشوه فان لذا رقیقة صفائح شكل على یكون الذي البلى امحط بذلك مكونة السطحیة الطبقات . [8]المسلط الحمل القرص وسطح العینة سطح بین مزیتة طبقة تكون بسبب البدایة في قلیال یكون القلیلة األحمال عند البلى معدل ان وتزال بالتكسر تبدأ سوف الطبقة هذه فان العینات على لطةالمس األحمال زیادة عند ولكن البلى معدل تقلیل على تعمل التي السطحین بین االحتكاك قوة وان هذا. أیضا المزالة الطبقات هذه في تؤثر االنزالق سرعة وان ،والقرص العینة سطح من تسبب تاالنفعاال وهذه الحمل تسلیط بسبب الضغطي اإلجهاد عن ناتجة قص انفعاالت تتولداذ ،البلى معدل في تؤثر االحتكاك قوة في زیادة یسبب بدوره الذي االحتكاك معامل قیمة من یرفع مما القرص سطح إلى العینة سطح من جزء انتقال نفسه القرص سطح إلى القرص لسطح مالمساً یكون الذي العینة سطح من المزالة المادة كمیة في زیادة عنها ینتج التي تالمس مساحة فان لذلك ونتیجة . 9] ،[4البلى معدل من یزید مما باستمرار تزداد سوف ال رة بدرجة البلى معدل ویتأثر االلتصاق زیادة إلى یؤدي وهذا المادة لیونة من یزید الحرارة درجة ارتفاع ان،اذ الحرا بلى معدل زیادة ومن ثم السطحین نتؤات بین ما الحاصل بلى معدل في انخفاض یحصل وقد. ال لمسلطا جهادلال نتیجة ال بلى معدل تقلیل إلى یؤدي مما الحادة النتؤات تسطح على یعمل سوفالذي المادة على تتكون المسلط الحمل بزیادة ولكن ال . [10]البلى معدل یزداد ومن ثم أخرى مرة حادة نتؤات ةال المادة تلیها للبلى مقاومة أعلى) Ep + Pu + PVC + Al.F( الهجینة المتراكبة المادة أبدت اذ متراكب )Ep + Pu + Al.F (المتراكبة المادة ثم ومن )Ep + Pu + PVC (البولیمري الخلیط وأخیرا )Ep + Pu .( تتراوح غمر ولمدد االعتیادي الماء في العینات غمر نتائج - 4-و -3- والشكالن ،-3-و -2- الجدوالنیوضح و بلى معدل أن نالحظ اذ ،نیوتن) 20و 10( األحمال وعند أسابیع) 5-1( بین ب وان الغمر، مدة زیادة مع یزداد سوف ال سب ة في المحتكین السطحین بین ما المتكون الغشاء نا: منها عدیدة عوامل إلى یعزى أن یمكن البلى معدل في الزیادة الحال یعمل سوف الماء وجود نفا الماء في العینات غمر حالة في أما البلى، معدل تقلیل على یعمل سوف االختبار من الجافة . [11]البلى معدل زیادة إلى یؤدي سوف وهذا المحتكین السطحین بین ما الغشاء تكون منع على ت داخل في تنتشر سوف الماء جزیئات فان الماء في تغمر عندما المتراكبة المادة أن فهو الثاني العامل أما الفجوا ذ ،التصنیع عملیة أثناءفي تنشأ التي األساس المادة طوري وبین لیافواأل األساس المادة بین البیني والسطح والشقوق ا الغمر مدد عند المادة تحلل وأخیرا واللدونة والتفاعل االمتصاص منها العملیات من مجموعة االنتشار هذا عن نتجی المادة داخل وفي لسطحا على المتكونة والفجوات الشقوق هذه فان المتراكبة المادة على الحمل تسلیط وعند الطویلة، المادة إلى الماء جزیئات دخول وان الماء امتصاص عملیة حدوث السهل من یكون سوف وبذلك تندمج سوف المتراكبة IHJPAS 2010) 2( 32المجلد مجلة ابن الهیثم للعلوم الصرفة والتطبیقیة وهذا البولیمریة السالسل بین ما األواصر وارتخاء ائیةاالبتد الوحدات حركة بسبب وذلك المادة سطح تلدین على یعمل . [12]البلى معدل زیادة على یعمل سوف بدوره :االستنتاجات .البلى مقاومةإن التدعیم باأللیاف قد حسن بشكل كبیر من - +Ep(لمتراكبة الهجینة ان معدل البلى یزداد مع زیادة األحمال المسلطة ولجمیع النماذج وان أقل معدل بلى یكون للمادة ا- Pu+ PVC+Al.F ( وأعلى معدل بلى یكون للمادة األساس)في الظروف االعتیادیة) الخلیط البولیمري . . ان معدل البلى یزداد لجمیع النماذج مع زیادة مدة الغمر ولجمیع النماذج - المصادر 1. Wonchang, H. (1983), "Wear", 85 (1): 81 – 91. بلى واالنضغاطیة الزحف مقاومة دراسة"2001)( ، حامد رغد،هالل 2. رسالة ،"لدائنیة متراكبة لمواد الجاف االلتصاقي وال . التكنلوجیة الجامعة التطبیقیة، العلوم قسم ماجستیر، 3. Suresha, B. and Praskash, J.(2006)" J.of M inerals and Materials Characterization and Eng.", 5 (1): 87–101. 4. Sarkar, A.(1980) "Friction and Wear", Academic Press, Inc., London. العلوم قسم ماجستیر، ،رسالة" حراریا متصلدة بولیمریة لخالئط البلى مقاومة" )2008(، جبار هدى،الحسین عبد 5. . التكنلوجیة ةالجامع التطبیقیة، 6. Owicy, R.( 1965),"Friction and Wear of Materials", John Wiley and Sons, Inc., New York. 7. Chiai, S.(1994),"Mechanical Properties of Metallic Composites", Space Technology Research Group, Elsevier. 8. Ajappai, S.; Chandromhani, G. and Subramanlan R.(2006), "Materials Science – Poland", 24: (2/1). 9. Lee, G.; Ritchie, R. and Hdharan, C.( 2002),"J.Wear", 252:322 – 331. 10. Eiss, N. and Zichos, H.(1986), "The last Wear",111: 347– 361. 11. Trantin ,G. and Nimmer, R.(1990), "Structural Analysis of Thermol Plastic Component", New York. 12.Comyn, J.( 1985), "Polymer Permeability", Elsevier Applied Science Publishers, LTD, London and New York. IHJPAS 2010) 2( 32المجلد مجلة ابن الهیثم للعلوم الصرفة والتطبیقیة النماذج ولجمیع المسلط الحمل تغیر مع البلى معدل قیم تغیر یستعرض ):1( ولجد Wear Rate x 10-9 (g / cm) Load (N) Ep+Pu+PVC+Al.F Ep+Pu+Al.F Ep+Pu+PVC Ep + Pu 1 2 12 20 10 3.5 4 16 174 20 5.5 6 19 363 30 15 42 25 1298 40 نیوتن) 10( حمل عند االعتیادي الماء في الغمر وبعد قبل النماذج جمیعل البلى معدل قیم یستعرض): 2( جدول Wear Rate x 10 -9 (g /cm) Time of Immersion (week) Ep+Pu+PVC+Al. F Ep+Pu+Al.F Ep+Pu+PVC Ep + Pu 1 2 12 20 0 8 4 24 15 1 10 14 30 20 2 21 16 35 23 3 23 17 72 30 4 28 25 76 33 5 ن) 20( حمل عند االعتیادي الماء في الغمر وبعد قبل النماذج لجمیع البلى معدل قیم یستعرض): 3(جدول نیوت Wear Rate x 10-9 (g /cm) Time of Immersion (week) Ep+Pu+PVC+Al.F Ep+Pu+Al.F Ep+Pu+PVC Ep + Pu 3.5 4 16 174 0 9 8 33 36 1 12 13 43 40 2 28 21 93 43 3 37 25 117 67 4 44 40 120 87 5 IHJPAS 2010) 2( 32المجلد مجلة ابن الهیثم للعلوم الصرفة والتطبیقیة -a البلى لعینات القیاسیة االبعاد .– b البلى عینات .c-البلى جهاز. ) (ASTM نظام وفق على البلى لعینات القیاسیة االبعاد a :( 1) – شكل b- البلى لعینات فوتوغرافیة صورة. c- صورة فوتوغرافیة لجهاز البلى. النماذج لجمیع المسلط والحمل البلى معدل بین العالقة یوضح :(2) شكل 10mm 10mm 2 0m m IHJPAS 2010) 2( 32المجلد مجلة ابن الهیثم للعلوم الصرفة والتطبیقیة ن 10 حمل عند االعتیادي بالماء الغمر وبعد قبل النماذج لجمیع البلى معدل قیم تغیر یوضح (3): شكل نیوت ن 20 حمل عند االعتیادي بالماء الغمر وبعد قبل النماذج لجمیع البلى معدل قیم تغیر یوضح (4):شكل نیوت IHJPAS IBN AL- HAITHAM J. FOR PURE & APPL. SCI. VOL.23 (2) 2010 Prepare and Study Wear Rate of Single and Hybrid Composites O. H. Ahmed , A. R. Al-Sarraf * , B. M. Al-Dabagh ** *Department of Physics,College of Education Ibn-Al-Haitham,University of Baghdad. **Department of Applied Science ,University of Technology Abstract This research studyies wear rate of composite materials by using Epoxy Resin and Polyurethane Rubber as a matrix of weigt percentage (90:10) (Ep/Pu) and reinforced by PVC fibers and Aluminum fibers two dimension knitted mat with fractional volume(15 %), in different conditions like: lab conditions and after submerge the samples in water for different periods of time. . four kinds of materials were prepared: (Ep+pu), (Ep+Pu+PVC), (Ep+Pu+Al.F), (Ep+Pu+PVC+Al. F) .And the results have shown that the best wear resistance are for the hybrid composite material (Ep + Pu+ PVC + Al. F) and wear rate of all samples increased when it was submerged in water IHJPAS