مطالعه رفتار بالستیکی پارچه کولار آغشته به سیال غلیظ شونده برشی حاوی افزودنی اکسید گرافن

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه نانوفناوری، دانشکده فناوری های نوین، دانشگاه علم و صنعت ایران،تهران، ایران

2 دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران، ایران

3 دانشگاه علم و صنعت ایران- دانشکده مهندسی مکانیک

چکیده

در این تحقیق تاثیر افزودنی اکسید گرافن در پارچه کولار دارای سیال غلیظ شونده برشی متشکل از پلی اتیلن گلایکول و سیلیکای کروی تحت بارگذاری بالستیک مطالعه شده است. برای درک بهتر تاثیر نمونه‌های مختلف از سیال غلیظ شونده برشی در عملکرد بالستیکی، آزمون بیرون کشی الیاف برای ارزیابی اصطکاک بین الیاف انجام شد. میزان افزایش انرژی در آزمون بالستیک برای پارچه دارای سیال غلیظ شونده برشی در مقایسه با پارچه ساده 8/25 درصد بود. افزودن اکسید گرافن به سیال غلیظ شونده برشی به اندازه 2/0 درصد وزنی سبب شد که میزان افزایش انرژی در مقایسه با پارچه ساده به 3/23 درصد تغییر کند، که این مقدار نشان از اثر تضعیف کنندگی اکسید گرافن دارد. نتایج آزمون بیرون کشی الیاف با نتایج آزمون بالستیک هماهنگ بود، بدین معنی که با مشاهده افزایش یا کاهش بیشینه نیرو در آزمون بیرون کشیِ الیاف، جذب انرژی در آزمون بالستیک به همان ترتیب افزایش یا کاهش می‌یافت. افزودن اکسید گرافن سبب کاهش بیشینه نیرو در مقایسه با نمونه سیال غلیظ شونده برشی در آزمون بیرون کشی شده که در نتیجه قیود حرکتی الیاف کاهش یافته و حرکت گلوله در پارچه تسهیل می‌شود.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

A study on the ballistic behavior of Kevlar impregnated with shear thickening fluid containing graphene oxide additive

نویسندگان [English]

  • Maisam Jalaly 1
  • Amirhosein Naghizadeh 2
  • Hadi Khoramishad 3
1 Nanotechnology Department, School of Advanced Technologies, Iran University of Science & Technology (IUST), Tehran, Iran
2 School of Mechanical Engineering, Iran University of Science and Technology (IUST), Tehran, Iran
3 School of Mechanical Engineering, Iran University of Science and Technology
چکیده [English]

In this research, the effects of graphene oxide (GO) as an additive to Kevlar fabric impregnated with nanosilica/PEG shear thickening fluid (STF) on the ballistic performance were investigated. In order to understand the influence of STF, pull-out tests were accomplished to assess the friction between yarns. The energy absorption in the high-impact ballistic test for the fabric impregnated with STF increased by 25.8% compared to that for the neat Kevlar fabric. This parameter for the fabric impregnated with STF-0.2 wt.% GO was 23.3% as compared with that of the neat fabric, demonstrating the deteriorating effect of graphene oxide additive. The results of the pull-up tests were in agreement with ballistic tests, meaning that the increase or decrease in the maximum forces in pull-up tests was followed by the increase or decrease in the energy absorption in ballistic tests. Compared to the sample impregnated with STF, adding graphene oxide causes the decrease in the maximum force in the pull-up test, resulting in a reduction in restriction of yarns movement, consequently facilitating their movement inside the fabric.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Shear thickening fluid
  • Graphene oxide
  • Kevlar
  • Ballistic