مطالعه روی سینترینگ ذرات پلی اتیلن با وزن مولکولی بسیار بالا
General Material Designation
[پایاننامه]
First Statement of Responsibility
/رامین حسین نژاد
.PUBLICATION, DISTRIBUTION, ETC
Name of Publisher, Distributor, etc.
دانشگاه صنعتی سهند
Date of Publication, Distribution, etc.
، ۱۳۹۱
PHYSICAL DESCRIPTION
Specific Material Designation and Extent of Item
۱۰۲ ص
NOTES PERTAINING TO PUBLICATION, DISTRIBUTION, ETC.
Text of Note
چاپی - الکترونیکی
INTERNAL BIBLIOGRAPHIES/INDEXES NOTE
Text of Note
کتابنامه در آخر پایان نامه
DISSERTATION (THESIS) NOTE
Dissertation or thesis details and type of degree
کارشناسی ارشد
Discipline of degree
مهندسی
Body granting the degree
دانشگاه صنعتی سهند
SUMMARY OR ABSTRACT
Text of Note
پلیاتیلن با وزن مولکولی بسیار بالا(UHMWPE) ، پلیمری با کارکرد بالاست که خواص بسیار خوبی همچون مقاومت سایشی بالا، ضریب اصطکاک پایین، خاصیت خود روانکنندگی و نظایر آن دارد .بدلیل وزن مولکولی بالایی که این پلیمر دارد، روشهای رایج شکلدهی برای آن کاربرد نداشته، بنابراین آن را تفجوشی میصکنند .تفجوشی واژهای است که معمولا برای توصیف تشکیل یک مذاب همگن و بواسطه ادغام ذرات جامد در یکدیگر، استفاده میشود که این فرایند در اثر کشش سطحی اتفاق میافتد .در حین تفجوشی، نیروی محرکه ترمودینامیکی برای ذرات وجود دارد تا از طریق کاهش مساحت سطح، انرژی سطحی خود را کاهش دهند .در این تحقیق اثر اندازه ذرات، دمای تفجوشی، ویسکوزیته مذاب، تعداد سطوح تماس ذرات، مورفولوژی ذرات و همچنین اثر گرهخوردگی بر روی نرخ تفجوشی نمونههای مختلفی از UHMWPE و در دماهایC۲۲۰ ،C۲۳۰ ، C۲۴۰ مورد مطالعه قرار گرفته است .آزمایشهای تفجوشی صورت گرفته در این تحقیق، بواسطه قرار دادن یک جفت ذره، در تماس با یکدیگر، انجام گرفت که این جفت ذره بر روی یک شیشه، درون دستگاه صفحه داغ در زیر میکروسکوپ نوری قرار گرفتهاند .توزیع اندازه ذرات به کمک آنالیز تصاویر میکروسکوپ نوری تعیین شد .رشد گلویی برای ذرات با اندازههای مختلف و برای هر یک از نمونههای پلیمری، به صورت تابعی از زمان تحت شرایط تفجوشی همدما، تعیین و رسم شد.نتایج نشان میدهد که با کاهش اندازه ذرات، مدت زمان لازم برای شروع تفجوشی، tonset ، همچنین مدت زمان لازم برای رسیدن به رشد گلویی ۹۹ ، ( t(۹۹ ، کاهش مییابد در حالیکه برای ذرات کوچکتر، نرخ تفجوشی افزایش مییابد .بررسی بیشتر نتایج نشان میدهد که با افزایش دمای تفجوشی، نرخ تفجوشی بهشدت افزایش پیدا میکند .ویسکوزیته بالای مذابUHMWPE ، بواسطه ممانعت کردن از جریان آزاد مذاب، فرایند تفجوشی را کند میکند .مشخص شد که سرعت تشکیل گلویی، با افزایش ویسکوزیته نمونهها، کاهش پیدا میکند اما این اثر به اندازه اثر دما، بارز و مشخص نیست .نکته جالب توجه این بود که وقتی به جای دو ذره، سه ذره در تماس با هم قرار میگیرند، نرخ تفجوشی ۸/۱ برابر میشود، حال آنکه اگر چهار ذره در تماس با هم تفجوشی شوند، این نرخ ۵/۱ برابر میشود.مورفولوژی ذرات پلیمری فوق، با استفاده از تصاویر SEM مورد بررسی قرار گرفت .ذرات UHMWPE دارای مورفولوژی گلکلمی میباشند که باعث میشود تا این ذرات مساحت سطح بالایی را، به عنوان نیروی محرکه مورد نیاز برای ادغام ذرات، داشته باشند .به منظور بررسی اثر مورفولوژی فوق، تفجوشی نمونههای فشرده شده در حالت سرد، در دمای C۲۲۰ مورد مطالعه قرار گرفت .همانطور که انتظار میرفت، نمونههای فشرده شده بعد از ذوب شدن، در یکدیگر جریان پیدا نکردند.برخلاف نمونههای تجاری UHMWPE ، قرصهای تهیه شده از نمونه عاری از گرهخوردگی( UHMWPE قطر mm ۳ و ضخامت(mm ۲/۰ ، که به مدت ۱۰ دقیقه در نزدیکی دمای ذوب تفجوشی شده بودند، عبوردهی نوری بالایی از خود نشان دادند، که بیانگر پایین بودن مقدار حفرههای هوا در آن نسبت به قرص نمونههای تجاری، میباشد .تصاویر SEM گرفته شده از این قرصها، مشخص ساخت که نمونههای عاری از گرهخوردگی به آسانی تغییر شکل داده و در میان آن حباب هوا وجود ندارد حال آنکه در قرص نمونههای تجاری، حتی بعد از تفجوشی شدن به مدت ۱۰ دقیقه و تحت فشارهای بالا، مرزدانه ذرات باقی میماند.