جلسه دفاع پایان نامه کارشناسی ارشد (خانم پریسا نیازی)
موضوع: بررسی تجربی و محاسباتی خواص حرارتی و مکانیکی پوشش‌های عایق‌حرارتی پایه پلیاستر/میکرو‌کره‌های پلیمری
ارائه دهنده: پریسا نیازی
استادان راهنما: دکتر مهدی جوانبخت، دکتر مهدی کاروان
استادان مشاور: دکتر محمدرضا توکلی‌نژاد
استادان داور: دکتر صالح اکبرزاده، دکتر پیمان مصدق
چکیده:
مبحث عایق های حرارتی یکی از چالش های فعلی صنایع بخصوص در زمینه های خطوط انتقال نفت وگاز و همچنین مواد شیمیایی می باشد. کمتر صنعتی در این زمینه ها با معضلات انتقال حرارت و آسیب های آن در واکنش های شیمیایی، راکتورها، خطوط مواد غذایی و یا سیالات و گازها با نقطه جوش و تبخیر متفاوت و بعضا حساس مواجه نشده است. اگرچه مواد بسیاری در خصوص عایق ها توسعه یافته و تجاری شده اند، چالش هایی نظیر ضخامت پوشش ها، چسبندگی پوشش به سطوح نظیر فولادهای ضد زنگ یا به طور عام مواد پایه فلزی، ظاهر پوشش و خواص مکانیکی آنها و به طور مشخص راندمان انتقال حرارت و عایقکاری پوشش از جمله موارد جدی مورد بحث در تحقیقات است. استفاده از عایق های سنتی نیز به دلیل حجم زیاد و شرایط محیطی امکان پذیر نمی باشد. یکی از جایگزین های مطرح برای عایق های سنتی پوشش های کامپوزیتی است. پوشش‌های پلیاستر/ میکروکره های پلیمری علی رغم خواص ذاتی مورد انتظار در عایق سازی کمتر مورد توجه قرار گرفته است که در این پژوهش، پوشش های کامپوزیتی با استفاده از رزین پلیاستر و میکروبالن ها و با درصدهای وزنی30%-0 ساخته شده است و هدایت حرارتی آنها مورد بررسی قرار گرفته است. همچنین برای تعیین خواص مکانیکی آنها آزمون کشش و ضربه و به منظور بررسی کیفیت اتصال و چسبندگی بین زیرلایه و پوشش، آزمون چسبندگی سطح روی نمونه ها انجام شد. زیرلایه‌ها نیز از سه جنس آلومینیوم، گالوانیزه و فولاد انتخاب شدند. مدلسازی حرارتی و مکانیکی برای نمونه‌ها با درصد وزنی10%-0 در نرم‌افزار کامسول انجام شد. به منظور مشاهده‌ی پراکندگی ذرات در فاز زمینه و همچنین بدست آوردن اندازه قطر ذرات برای مدلسازی از تصاویر گرفته شده با میکروسکوپ الکترونی روبشی استفاده شد. در ادامه، نمونه‌های حاوی پرکننده اروزیل با درصدهای وزنی12%-0 ساخته شد و هدایت حرارتی و همچنین آزمون کشش، ضربه و چسبندگی سطح برای آنها مورد بررسی قرار گرفت و در نهایت نتایج هر دو پوشش با هم مقایسه شد. نتایج نشان داد که با افزایش و یا کاهش درصد وزنی پرکننده‌ها، خاصیت عایق کنندگی نمونه ها نیز تغییر می یابد. در غیاب این پرکننده‌ها، نمونه کامپوزیتی قدرت انتقال حرارتی بالایی از خود نشان می‌دهد و در درصدهای وزنی بالای پرکننده قدرت عایقی نمونه کاهش می‌یابد. علاوه بر آن با افزایش درصد وزنی پرکننده، خواص مکانیکی نمونه کاهش یافته و توانایی چسبندگی آن با سطح فلز مربوطه کاهش می‌یابد. مدلسازی به نحوی انجام شد که نتایج مستقل از طول حجمک نماینده و مش انتخابی بدست آمد و در ادامه اثر اندازه ذرات پرکننده و نحوه توزیع آنها بر خواص حرارتی و مکانیکی نمونه‌ها بررسی گردید و مشاهده شد که با تغییر اندازه ذرات و نحوه توزیع تصادفی آنها تغییری در جواب نهایی ایجاد نمی‌شود و نتایج عددی تطابق خوبی را با نتایج تجربی نشان دادند.
کلمات کلیدی: پوشش های عایق حرارتی، میکروکامپوزیت‌ها، پلیاستر، میکروکره های پلیمری، مدلسازی عددی