جلسه دفاع دکتری (خانم فاطمه صادقی)
موضوع: مطالعه ای بر رفتار ترمومکانیکی ساختارهای TPMS ساخته شده از پلیمرهاي
حافظه دار با محرك حرارتی
ارائه دهنده : فاطمه صادقی
اساتید راهنما : دکتر علیرضا شهیدی، دکتر مصطفی باغانی
استاد مشاور: دکتر مجید بنی اسدی
اساتید داور: دکتر محمد سیلانی، دکتر پیمان مصدق، دکتر مجید صفرآبادی، دکتر جمال ارغوانی
چکیده
پیشرفت های اخیر در فناوری لیتوگرافی و فناوری تولید مواد افزودنی (از جمله گسترش پرینترهای سه بعدی) امکان ساخت آسان مواد خاص با ریزساختارهای پیچیده را فراهم میکند. این مواد که اصطلاحا "مواد طراحی شده" نامیده میشوند، فرصت های جدیدی برای توسعه مواد فراهم میآوردند. فرامواد با حداقل سطوح دوره ای سه گانه (TPMS) و پلیمرهای حافظه دار(SMP) به عنوان مواد هوشمند، به دلیل ویژگی های مفیدشان در زمینه های علوم نوین و صنعت شناخته شده اند. به عنوان مثال میتوان از طریق طراحی TPMS، به سازه هایی با وزن کم و سطح زیاد قابل دستیابی رسید که این قابلیت از جمله پارامترهای حیاتی در بسیاری از زمینه ها مانند مهندسی بافت است. علاوه بر این، SMP ها برای تولید نیرو یا بازیابی شکل دائمی خود با استفاده از محرک خارجی بسیار مناسب هستند. ترکیب این خصوصیات با ساخت TPMS های متشکل از SMPدر بسیاری از کاربردهای با قابلیت برنامه ریزی، امکان پذیر است. یکی از بزرگترین چالش های موجود فعلی در مورد پلیمرهای حافظه دار، بالا بودن زمان پاسخ به محرک خارجی در این مواد است که از جمله دلایل آن میتوان به پایین بودن رسانایی حرارتی در آنها اشاره نمود. برای افزایش رسانایی حرارتی و در نتجه تسریع زمان پاسخ میتوان با بالا بردن نسبت سطح به حجم سبب افزایش رسانایی حرارتی شد. در این پژوهش، رفتار حافظه حرارتی، مکانیکی و شکلی 8 نوع از پرکاربردترین ساختارهای TPMS ساخته شده از پلیمرحافظه دار در طیف وسیعی از کسرهای حجمی فاز جامد (35-65٪) مورد مطالعه قرار گرفته است. در تجزیه و تحلیل ترمومکانیکی، بازیابی شکل، بازیابی نیرو، و درصد تثبیت شکل به عنوان ویژگی های حافظه شکل در نظر گرفته شده است. برای این منظور، سازه ها با استفاده از معادلات سازنده ترمو ویسکو- هایپرالاستیک شبیه سازی شدند. همچنین نرخ دما و مدول الاستیک به ترتیب به عنوان معرف خواص حرارتی و مکانیکی در نظر گرفته شدهاند. نتایج این مطالعه نشان میدهد که بهترین حافظه شکل و رفتارهای مکانیکی متعلق به ساختار Primitive در تمام کسرهای حجمی مختلف است و بهترین عملکرد کلی برای ساختارهای مختلفTPMS از جمله بهترین رفتار حرارتی، مکانیکی و ترمومکانیکی در 40% VF= به دست می‌آید و به‌صورت FKS> FRD>Diamond> Diamond-type2 > Gyroid> IWP> Primitive> Neovious مرتب می‌شود.
کلمات کلیدی: حداقل سطوح دورهای سه گانه، فراماده، ماده هوشمند، پلیمر حافظه دار، عملکرد حافظه داری