酚醛樹(shù)脂和棕櫚灰的復(fù)合制備及力學(xué)性能

1、酚醛樹(shù)脂和棕櫚灰的復(fù)合制備及力學(xué)性能摘要?jiǎng)x車(chē)片是汽車(chē)的重要工程組件之一，它由各種材料組合制作。剎車(chē)片中的石棉對(duì)人體有害。在這次調(diào)查中，用棕櫚灰來(lái)替代石棉。使用XRF，馬爾文粒度和掃描電子顯微鏡（SEM）進(jìn)行了表征棕櫚灰。對(duì)剎車(chē)片應(yīng)用的復(fù)合材料樣品進(jìn)行預(yù)混合棕櫚灰，碳酸鈣，酚醛樹(shù)脂，氧化鋁，石墨和鋼纖維磨，然后用15MPa的壓強(qiáng)壓制樣品5分鐘，溫度達(dá)到150時(shí)固化。對(duì)樣品進(jìn)行了微觀結(jié)構(gòu)、密度、孔隙度、吸水率、抗壓強(qiáng)度和沖擊試驗(yàn)研究。結(jié)果表明，增加棕櫚灰分含量，抗壓和抗沖擊強(qiáng)度增加。 關(guān)鍵詞：棕櫚灰 碳酸鈣 酚醛樹(shù)脂 氧化鋁 石墨 鋼纖維引言 剎車(chē)片是各類(lèi)車(chē)輛的重要工程部位之一，它用來(lái)減緩和停止移

2、動(dòng)的車(chē)輛。剎車(chē)片材料通常是復(fù)合材料（大流士G.所羅門(mén)等，2007年）。制作剎車(chē)片的材料有超過(guò)8個(gè)不同類(lèi)型的材料（答薩法爾等人，2010年，優(yōu)素福及Saied如何操作，2009年）。剎車(chē)片材料的類(lèi)型一般可分為五種，根據(jù)具體的功能要求，這些材料包括纖維（捷飛等人，2010年），填料（穆克什·庫(kù)馬爾等人，2010年），粘合劑（GM英戈等人，2004年），磨擦劑和潤(rùn)滑劑（大獎(jiǎng)賽Ostermeyer。2004）。各種制動(dòng)情況下的性能（即安全性，耐久性和舒適性），主要是由剎車(chē)片材料的組成和微觀結(jié)構(gòu)（MM的莫希德等，2004）決定。填料按功能分為不同的類(lèi)別，例如，以減少熱傳導(dǎo)，抵制褪色和提高制動(dòng)墊

3、實(shí)力等等。本文提出的棕櫚灰作為填充材料剎車(chē)片的材料使用。據(jù)報(bào)道，棕櫚灰作為水泥替代材料，并作為吸附劑去除水溶液中的（北穆罕默德·努爾等，2004）鋅已在使用。正如我們所知，棕櫚油行業(yè)是馬來(lái)西亞最大的產(chǎn)業(yè)之一。除了棕櫚原油的生產(chǎn)，棕櫚油行業(yè)也輸出了大量的固體廢物。由于經(jīng)濟(jì)原因，固體廢物，如棕櫚仁油，豆類(lèi)和棕櫚油等，被用來(lái)作為燃料產(chǎn)生電力蒸汽。燃燒后，棕櫚灰不能用于其他進(jìn)程。麻煩的問(wèn)題是處置棕櫚灰，因?yàn)樗枰粋€(gè)比較大的地區(qū)，用來(lái)收集灰，而這影響了周?chē)沫h(huán)境（RP Singh等所有，2010，H.伊斯梅爾和SM沙雷，2010年Weerachart Tangchirapat，Jaturap

4、itakkul灣仔2010） 。由于剎車(chē)片材料在使用中的浪費(fèi)，需要尋找一個(gè)替代品，以減少棕櫚灰廢物和降低原材料成本。本文的目的，制造棕櫚灰與酚醛樹(shù)脂混合復(fù)合材料以及研究它們的機(jī)械性能。原料： 六種類(lèi)型的原料，棕櫚灰，碳酸鈣，酚醛樹(shù)脂，氧化鋁，石墨和鋼纖維用于制造復(fù)合材料剎車(chē)片樣品。棕櫚灰，由當(dāng)?shù)赜妥厣a(chǎn)商Seberang Perai提供，用來(lái)作為填充物。碳酸鈣，酚醛樹(shù)脂，氧化鋁和鋼纖維是從當(dāng)?shù)氐囊患夜举?gòu)買(mǎi)的。在這項(xiàng)研究中，酚醛樹(shù)脂被選定為粘合劑，氧化鋁作為磨料，碳酸鈣作為填料，鋼纖維作為增強(qiáng)纖維。最后，石墨作為潤(rùn)滑劑。棕櫚灰，在烤箱中以80的溫度干燥24小時(shí)以釋放水分。篩網(wǎng)是用來(lái)獲取棕櫚灰的

5、平均粒徑。平均粒徑在75 - 150微米的范圍。棕櫚灰，碳酸鈣，氧化鋁，酚醛樹(shù)脂，石墨顆粒大小，確定由馬爾文粒度分析機(jī)分析。通過(guò)掃描電子顯微鏡（SEM），能譜JEOLJSM-6460LA對(duì)原材料的微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征。所有原料在一起混合15分鐘，以獲得均勻的混合成分。用于復(fù)合材料的混合物的重量百分比，如表1所示。 表1：在復(fù)合材料中使用的原料。 SampleMaterialABCDEFGPalm Ash (%)5101520253035CaCO3 (%)3530252015105Phenolic (%)20202020202020Al2O3 (%)10101010101010Graphite (

6、%)10101010101010Steel fiber (%)20202020202020使用unaxial液壓手壓機(jī)15MPa的壓力，壓實(shí)樣品在150的溫度固化5分鐘。每個(gè)樣品的孔隙度值獲得使用JIS D4417：1996標(biāo)準(zhǔn)。表觀孔隙率被用來(lái)作為測(cè)量液體油。表觀孔隙率的百分比，使用下列公式計(jì)算： 其中：=孔隙率（）M1 =試件的質(zhì)量（克）M2 =試件吸收后水的質(zhì)量（克）2=密度的油（公克立方公分）試件V =體積（立方厘米） 每個(gè)樣品的Izod沖擊測(cè)試值獲得所使用的ASTM256-06。建議的配置和尺寸的標(biāo)本是根據(jù)美國(guó)的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試方法（ASTM），如圖1所示。 圖1：懸臂梁沖擊試驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)尺寸。

7、 對(duì)掃描電子顯微鏡下的沖擊試驗(yàn)后的復(fù)合材料樣品的斷裂面進(jìn)行了研究。結(jié)果與討論 3.1原材料表征： 表2顯示了原材料和CaO3平均粒徑，酚醛樹(shù)脂，氧化鋁和石墨分別列出。棕櫚灰的平均粒徑為150微米，并使用篩網(wǎng)過(guò)篩。 表2：在這項(xiàng)研究中所用的原料。 Raw MaterialAverage size (µm)Average Length (mm)Palm Ash150-CaCO310-Phenolic resin15-Al2O380-Graphite8.7-Steel fiber-2-4圖2顯示了棕櫚灰，碳酸鈣，酚醛樹(shù)脂，氧化鋁，石墨和鋼纖維的掃描電子顯微鏡下觀察到的原料顆粒形狀。圖2：掃

8、描電子顯微鏡a）棕櫚灰 b）Ca2O3 c）酚醛樹(shù)脂 d）氧化鋁原料e）石墨 f）鋼纖維X射線(xiàn)熒光（XRF）： 棕櫚灰的化學(xué)成分分析在點(diǎn)分析的基礎(chǔ)上，通過(guò)使用X射線(xiàn)熒光光譜。棕櫚灰的化學(xué)成分列于表3。棕櫚灰的主要化學(xué)成分是鉀，氧化硅和氧化鈣。 表3：棕櫚灰的化學(xué)成分3.2孔隙度測(cè)試： 圖3顯示圖形的趨勢(shì)，表明孔隙度增加棕櫚油的灰分含量降低。復(fù)合添加5wt,，棕櫚灰有孔隙和復(fù)合的最高值35 WT,，棕櫚灰孔隙率的最低值。據(jù)預(yù)計(jì)，形狀不規(guī)則的棕櫚灰的大小為150m，降低孔隙率。 圖3：棕櫚灰此外孔隙度的相關(guān)性。3.3懸臂梁沖擊試驗(yàn)： 圖4顯示了隨棕櫚灰分增加，復(fù)合材料的沖擊強(qiáng)度。棕櫚灰復(fù)合35wt,的沖擊強(qiáng)度最高，而PA-5的沖擊強(qiáng)度最低。 圖4：沖擊強(qiáng)度與棕櫚灰的關(guān)系3.4壓縮試驗(yàn)： 圖5顯示抗壓強(qiáng)度增加與增加棕櫚油灰的內(nèi)容。結(jié)果表明，復(fù)合35wt.棕櫚灰，而復(fù)合材料的最高值與添加5wt.抗壓強(qiáng)度最低值。這可以歸因于這一事實(shí)，棕櫚灰降低孔隙率和提高實(shí)力。 圖5：與棕櫚灰分含量的復(fù)合材料抗壓強(qiáng)度。3.5斷裂分析： 懸臂梁試驗(yàn)后的復(fù)合材料樣品的斷裂表面的微觀結(jié)構(gòu)分析，用掃描電鏡在100X放大倍率顯示,發(fā)現(xiàn)更多的毛孔都在復(fù)合材料中，5，10，15和20wt.棕櫚灰。另一方面，25，30和35wt復(fù)合材料.棕櫚灰，有少的斷裂表面的毛孔，這