* -*ص ، ص* **، *، شماره *جلذ

:Please cite this article using برای ارجاع ب ایه مقال از عبارت زیر استفاد وماییذ:

Aghamohammadi, H. Hosseini-Abbandanak, S. N. Eslami-Farsani, R. and Siadati, S. M. H., “Effect of various surface treatment methods on the flexural properties of fiber

metal laminates”, In Persian, Journal of Science and Technology of Composites, Vol. *, No. *, pp. *-*, **.

نشریه علمی پژوهشی

کامپوزیـت علوم و فناوریhttp://jstc.iust.ac.ir

ای الیاف/فلس سازی سطحی بر خاظ خمطی کامپزیت ای مختلف آماد اثر ريش

3، سیذ محمذ حسیه سیادتی*2، رضا اسالمی فارساوی1بىذاوک ، سیذویذ حسیىی آب1حامذ آقامحمذی

زاكىس سؾی ػ از، زاكا نؼتی ذاج هیطاسی ؾی، تطازاكجی واضقاؾی اضقس، -1

زاكیاض، زاكىس سؾی ػ از، زاكا نؼتی ذاج هیطاسی ؾی، تطا -2

یاض، زاكىس سؾی ػ از، زاكا نؼتی ذاج هیطاسی ؾی، تطااؾتاز -2

eslami@kntu.ac.ir، 19991-43344تطا، نسق پؿتی *

اطالعات مقال ****زضیافت:

****پصیطـ:

:انياشگ ذکلی

ایاف/ فع واپظیت

ایاف تاظات

ػیات ؾحی

ذال ذكی ذضزي

چکیذ

قس تا ایاف تمیت پیطیای فعی الی ایضق ؿتس و اظ یثطیسیواپظیتی اظ از جسیسی ایاف/ فع ط ایواپظیت

قز. ت ظض ی پیطی ایواپظیت فعات ضی اظ تطویة عایایجة تط فع/ ایاف ایاؾتفاز اظ واپظیت اس.تكىی قس

قز. زض ای فع اؾتفاز ی ؾاظی ؾحی تط ضی ؾحای رتف آازای فعی واپظیتی، اظ ضـتثز چؿثسی تی الی

ؾاظی ؾحی ای رتف آازصاضی زؾتی ؾاذت قس اثط ضـایاف تاظات تا ضـ الی -ای آیی/ اپوؿی تحمیك، واپظیت

ف ؾا تا اؾتفاز اظ آظ ذىایىی قییایی )قا فطآیس لیایی حىاوی تا ح ؾفوطیه( تط ذال ذكی آ

كا ای ضز تطضؾی لطاض طفت. اظ یىطؾىج اىتطی ضتكی ت ظض تطضؾی ضفغی ؾحی آیی اؾتفاز قس. تایجم

تجی زض مازیط اؾتحىا ذكی، وطف ؾاظی حىاوی تا ح ؾفوطیه جة تثز لاتزاز و اؾتفاز اظ ضـ آاز

ا طتث تا ضفغی قز. تفات زض ضفتاض ذكی ای ىایىی لیایی یقس زض مایؿ تا ضـ قىؿت اطغی جصب

ؾاظی حىاوی تا زس ای اؾت و ضـ آازتاقس. كاسات یىطؾىج اىتطی ضتكی كاا یؾحی الی آیی آ

ایی تطای پطقز. ای الی ترر تا ایجاز ىاترر تط ضی ؾح آیی یح ؾفوطیه جة ایجاز یه ؾاذتاض

.ا ضا ت طا زاضزتط تی الیقس تؾ ضظی اپوؿی، چؿثسی تتط لف ىایىی لی

Effect of various surface treatment methods on the flexural properties of fiber

metal laminates

Hamed Aghamohammadi, S. Navid Hosseini Abbandanak, Reza Eslami-Farsani*, S. M. Hossein

Siadati1

Faculty of materials Science and Engineering, K. N. Toosi University of Technology, Tehran, Iran.

* P.O. Box. 19991-43344, Tehran, eslami@kntu.ac.ir

Keywords

Fiber metal laminates

Basalt fibers Surface treatment

Flexural properties

Abstract

Fiber metal laminates (FMLs) are a new group of composite materials that consist of alternating thin laminates of metals and fiber reinforced polymeric composites. FMLs combine the advantages of metals and polymeric

composites. In order to enhance the interfacial bonding between the alternating laminates, various surface

treatment methods can be used on the metal surfaces. In this research, FMLs of alternating laminates of aluminum/epoxy-basalt fibers were fabricated using hand lay-up method. The effect of various surface treatment

methods of mechanical and chemical (consist of alkaline and sulfochromic etching) on the flexural properties of

the fabricated FMLs were investigated with three-point bend tests. SEM were utilized to investigate surface morphology of aluminum. Results showed that the sulfochromic etch method brought about a significant

improvement in the flexural strength, strain to failure and absorbed energy in comparison to the mechanical and

alkaline methods. Difference in flexural behavior of samples is attributed to their aluminum surface morphology. SEM observations showed that sulfochromic etch method created a porous layer on the aluminum surfaces. This

porous layer provided channels for the epoxy resin to fill in, creating better adhesion and a much stronger

mechanical interlocking between the laminates.

مقذم -1

ای صقت ضز تج ترهها ظیازی تز اؾت. از واپظیتی زض ز

تطای ای تاض تؼس اظ ج جای ز اؾتفاز اظ از واپظیتی زض

ا جة واف واضتطزای ظای، تجاضی قس. آضی زض تحث واپظیت

ا زاضای عایای ظیازی ای ؾاذتاضی قس اؾت. واپظیت ظ زض طاحی

ؿثت ت آیاغای فعی )رهنا زض اضزی و اؾتحىا یػ ؾفتی یػ

ت ػال ای از مات ت ذؿتی ذضزی تاقس.ایت زاضز(، ی

ا زض یتزس. ت زی ای عایا، واپظای ضا زض واضتطزا اضائ یاؼازفق

. [1]اس ای صقت واضتطز ؾیؼی زض نایغ ایی پیسا وطزز

تا ای جز، اغة، ػىطز از واپظیتی تحت تاضصاضی يطت

ای پیطی تاقس. یاظ ت تثز ضفتاض يطت واپظیتيؼیفتط اظ فعات ی

ایواپظیتا ت ا جة تؾؼ ایجاز ط جسیسی اظ واپظیت

ع واپظیتی اظ ازطی ایاف/ فع ایطزیس. واپظیت 1ایاف/ ف

1 Fiber metal laminates (FMLs)

و همکاران حامذ آقامحمذی های الیاف/فلس کامپوزیتسازی سطحی بر خواص خمشی های مختلف آماده اثر روش

یور

فناو

م لو

عیه

شر ن

قس تمیت پیطیای ای فعی الیالی اتها تی تطویثی ؿتس و اظ

ا، اظ فعاتی اسزض ای ع واپظیت اس. ؼالتا ایاف تكىی قس

ت قیك، وطت والضایافی اس ایاف آیی، یعی یا تیتای

ت ض .قزاؾتفاز ی ی واپظیتیاالیزض وس ایاف تمیت ػا

سی اظ تطویة ذال ای ایاف/ فع جة تطوی اؾتفاز اظ واپظیت

قز، ت ضی و ذال يؼیف ذؿتی ذضزی فعات ط ز جع ی

ا ضا مات ت يطت تؼیطپصیطی پایی واپظیتذال ؾایكی پایی

.[3-1]تا ت ؾی تطویة ای ز از تططف وطزی

-ای ایاف/ فع، ای از واضتطز یػاطظ تا تج ت عایای واپظیت

ا اس، ت ضی و تؼسازی اظ قطوتای زض نؼت اپیاؾاظی پیسا وطز

ط ز ع .اسى لؼات آییی تا ای از ضا زاقتتای ت تؼی

زض حا حايط جع پطواضتطزتطی از زض 2 الض 1واپظیت ایاف/ فع آضا

آیعی ای ایاف/ فع ت ض فمیتضس. واپظیتتس اپیا ت قاض ی

چی اؾتفاز اظ آضا زض پ پؾت .اساؾتفاز قس A380زض ایطتاؼ

ؿتطـ یافت C17تئی زضب ح زض 27پاییی اپیای فوط

. [1]اؾت

، 747اپیای تئی 71تا تج ت عاضقات قىؿت تا ای جز،

تؼیطات ت زی يطت اجؿا ذاضجی تز اؾت. 688ضز اظ 90حسز

احتا يطت، تتاس مازیط ایس تط حؿة ىا اپیا تتاتطای، تس

ای اذیط، تج ظیازی تاتطای زض ؾاؼیی اظ اطغی يطت ضا تح وس.

ای ایاف/ فع پیسا قس اؾت. زضای یاتی پاؾد واپظیتتطای كره

ی اؼات، تاثیط تغیطایی اس ع فعات، ع ایاف، ع ظی، ح

-صاضی، وؿط حجی فع/ واپظیت غیط تط ضی ضفتاض يطت واپظیتالی

ای ایاف/ فع ضز تطضؾی لطاض طفت اؾت. ت زی آ و جسایف

ای ای آییی اتؿت ت چؿثسی الیؾحی، وكف ذف الی

ای فعی واپظیتی مف ی ضا زض تاقس، پیس تی الیجاض ی

. [2-4]وسای ایاف/ فع ایفا یضفتاض يطت واپظیت

ای حطاضتی ای ایاف/ فع ىطضا زض ؼطو ؾیىچی، واپظیت

تط اظ ؿتس تا تج ت ای و يطیة اثؿا حطاضتی آیی پایی

. [5]قزا یتاقس، ػس تاتك حطاضتی جة جسایف تی الیپیطا ی

ا تطی زی قىؿت تاتطای تا تج ت ای و جسایف تی الی

كتطن زض ای از قز، يع فهای ایاف/ فع حؿب یواپظیت

.[7,6]اظ ایت تؿیاض تاالیی تط ذضزاض اؾت

پاضاتطایی اس ضفغی، ظتطی ؾحی تطقسی الی فعی تط

صاضس. ای ایاف/ فع تاثیط یای واپظیتضی چؿثسی تی الی

اؼات تؼسزی ثی تط تاثیط ضفغی ؾحی الی فعی تط ذال

ای ایاف/ فع نضت طفت اؾت، ت ضی و ت ظض ىایىی واپظیت

ؾاظی ؾحی اؾتفاز ای رتف آازتثز ذال ؾحی فع اظ ضـ

ای ایاف/ فع تا ت ؾحی الی فعی زض واپظیتقز. ؼال ػیا ی

.[1]قز ای ىایىی، قییایی اىتطقییایی اجا یضـ

ای رتف ت ای تا قاضتا اؾتفاز اظ ؾثاز [8] ىاضا 3حس

تطضؾی تاثیط ظتطی ؾح تط ضی ذال ىایىی واپظیت ایاف/ فع ع

ا ت ای تیج ضؾیسس و افعایف ظتطی ؾح پطزاذتس. آ 4واضا

1 Aramid Reinforced Aluminum Laminate (ARALL) 2 Glass Laminate Aluminum Reinforced Epoxy 3 Mohamad 4 CARALL (carbon fiber aluminum laminates)

ای ىایىی تی الی پیطی الی آیی ت زی افعایف لف

قز. آییی، جة افعایف اؾتحىا واپظیت ی

ای ایاف/ فع ت تطضؾی ضفتاض يطت واپظیت [9] ىاضا 5اضزوای

ؾاظی ؾحی ح حىاوی ؾفوطیه آازتا ز ضـ ع الض

پطزاذتس. تایج كا 6وستفیك ضـ ؾفوطیه یه ػا جفت

جة تثز ضفتاض يطت زض پاضاتطایی وسزاز و اؾتفاز اظ ػا جفت

قز. زض یه اؼ اس اساظ ذؿاضت تیكی تغییطقى طوعی ی

نكات زیط، الو ای ىاضا ت تطضؾی تاثیط ح [10] 7ا

وس ؾففطیه تط ذال ىایىی ؾفوطیه طا تا ػا جفت

زس ای تز و ای ایاف/ فع ع واضا پطزاذتس. تایج كاواپظیت

ح حىاوی ؾفوطیه انالح قس جة چؿثسی تتطی زض

قز. ی ؾففطیه یمایؿ تا ح حىاو

ت ػا یه ضـ اىتطقییایی، ت زی ایجاز الی 8ضـ آسایعی

اوؿیسی ترر یىطتطی تط ضی ؾح فع، مف تؿعایی زض اتها تی

ىاضا عاضـ زازس و [11] 9الی پیطی الی فعی زاضز. اؾتاپین

اىتطیت اؾیسوطیه جة ایجاز ؾاذتاض اؾتفاز اظ ضـ آسایعی زض

قز. تطی زض مایؿ تا آسایعی زض اىتطیت اؾیسؾفضیه یترر

تاثیط ضـ آسایعی تا ؾ اىتطیت رتف اؾیسفؿفطیه،

اؾیسؾفضیه اؾیسیتطیه تط ذال ىایىی واضا تؾ حس

زس آ تز و فطایس آسایعی زض اجا قس. تایج كا [12]ىاضا

تط ظتطتطی زض مایؿ تا ح اؾیسفؿفطیه جة ایجاز ؾح ترر

قز. ای اؾیسؾفضیه اؾیسیتطیه یفطایس آسایعی زض ح

قس زض واپظیت ایاف/ فع آسایعقس زض ح اؾتحىا تاالتط عاضـ

ای ترر تیكتط ضظی زض زاذ واا 10اؾیسفؿفطیه ت زی پطقس

تاقس. ایجاز قس تا اؾیسفؿفطیه ی

ای اذیط اؼاتی ثی تط جایعیی ایاف تاظات تا ایاف زض ؾا

ای پیطی ت زی ذال وس زض واپظیتقیك، ت ػا تمیت

یاف تاظات ىایىی لات مایؿ ذؿاضات حیی وتط اجا قس اؾت. ا

ای قییایی تاضصاضی يطت، ایجاز زاضای مات ذب زض تطاتط اوف

اؼاز زض مایؿ تا ایاف چی وطف قىؿت فقتراضات ؾی وتط

تا ت ی كیق افیتاظات ؿثت ت ا افیا عایایاظ ج تاقس. وطت ی

، مط ت تا تس اؿا یؾاظاض، پایی یطیپصتاال، اقتؼا یمات حطاضت

ییزض قطا یاقاض وطز. چ سی ؾت ت زؾتطؾی تاال ،نطف تز

یطیپ یایضظت یذت یتاظات چؿثس افیا ،تاقس ازیو ضتت ظ

.[14,13] زاضس

طفت، تمطیثا زض یچىسا اظ ای اؼات ت ضغ اؼات نضتػی

ؾاظی ؾحی تط ضی ذال ذكی ای رتف آازضـمایؿ تاثیط

ای ایاف/ فع ت يح تا اؾتفاز اظ تهایط یىطؾىج واپظیت

قس اىتطی ضتكی پطزاذت كس اؾت. تاتطای تا تج ت تحمیمات اجا

ای لثی زض ازا ای تحمیمات، سف اظ اؼ حايط، تطضؾی تاثیط ضـ

ای ایاف/ فع ؾاظی ؾحی تفات تط ضی ذال ذكی واپظیت آاز

5 Ardakani 6 Coupling agent 7 Lawcock 8 Anodizing 9 Ostapiuk 10 Infiltration

و همکاران حامذ آقامحمذی های الیاف/فلس کامپوزیتسازی سطحی بر خواص خمشی های مختلف آماده اثر روش

یور

فناو

م لو

عیه

شر ن

قس تا ایاف ضظی اپوؿی تمیت T3-2024تكى اظ ضق آیاغ آیی

تاقس.قس تاظات یتافت

بخص تجربی -2

ماد -2-1

تا T3-2024ا قا ضق آیی از ضز اؾتفاز زض ؾاذت

تا 828 1قس تاظات ضظی اپوؿی اپتط، ایاف تافتیی 0.5يرات

تاقس. ؿثت ظی ضظی ت ، اظ قطوت از سؾی ىطض ی2اضزط تتا

اؾت. 13ت 100اضزط تطاتط

سازی سطحی آلمیىیمآماد -2-2

صاضی ت ظض تثز چؿثسی ؾحی تی آیاغ آیی لث اظ الی

ؾاظی ؾحی تط ضی آیاغای آیی ت پیطی، ػیات آازواپظی

ؾاظی ؾحی ای رتف آازاجا طفت. ت ظض تطضؾی تاثیط ضـ

ضـ 3ای ایاف/ فع، ىایىی قییایی تط ضی ذال ذكی واپظیت

ىایىی، لیایی فطایس حىاوی تا ح ؾفوطیه اؾتفاز قس.

آضز قس اؾت. ح ؾفوطیه 1ییات ای فطایسا زض جس جع

وطات ؾسی ، اظ ر وطز زی ASTM D2674اتك تا اؾتاساضز

اؾیسؾفضیه ت زؾت آس.

ای الیاف/ فلس ساخت کامپزیت -2-3

ای ایاف/ فع زض كا زاز قس اؾت، واپظیت 1ا ض و زض قى

4قس اظ ؾاذت 3الی)ز الی آیی یه تی 2.1حات لطاضیطی ع

تط ؾاتی 15×2.5قس تا ایاف تاظات( زض اتؼاز الی ضظی اپوؿی تمیت

صاضی، صاضی زؾتی ؾاذت قسس. تؼس اظ الیطتغ تا اؾتفاز اظ ضـ الی

ضظی 4س ؾپؽ زض حی فطایس پرتا زض لاة صاقت ق

اپوؿی، تا اؾتفاز اظ زؾتا پطؼ تحت فكاض لطاض طفتس. فكاض اػای

قز. ای جز زض ضظی ذاضج قس ضظی ايافی یجة واف حثاب

ای زس تهیطی اظ لاة ضز اؾتفاز زض ؾاذت واپظیت كا 2قى

تاقس.ایاف/ فع زض ای اؼ ی

بررسی میکريساختاری ي مکاویکی -2-4

ؾاظی، تطضؾی ضفغی ؾحی آیی تؾ تؼس اظ ػیات آاز

اجا پصیطفت. آظ ذف ؾ TESCANیىطؾىج اىتطی ضتكی

ام تی زض زای حی، اتك تا 10 5ای تا اؾتفاز اظ زؾتا وپ

ا یع اتك تا اجا قس. اؾتحىا ذكی ASTM D790اؾتاساضز

حاؾث قس: 1ای اؾتاساضز تا تج ت ضات

تیكتطی یط زض Pاؾتحىا ذكی )اپاؾىا(، (، 1زض ضات )

ثك اؾتاساضز ذف و Lوطف )یت(، –ای تف حی

تط( ػطو )یی bتط(، یطز )ییای زؾتا لطاض یتط ضی فه

d قس تا تاقس. چی مازیط اطغی جصبتط( یيرات )یی

وطف ت زؾت آس. –یطی ؿاحت ظیط حی تف اؾتفاز اظ اساظ

1 Epon 2 Teta 3 Interlayer 4 Curing 5 Koopa

ؾحی رتف ؾاظیآاز ایضـ 1جذيل Table 1 Methods of different surface treatment

ضـ فطایس ؾاظی ؾحیع آاز

ىایىی

ؾپؽ تیع 80ظی تا واغص ؾثاز قاض ؾثاز

وطز ؾح آیی تا اؾت ت ظض پان وطز

از ضغی اظ ضی ؾح

لیایی

ضی زض پان وطز ؾح تا اؾت ؾپؽ غ

زلیم 2زضنس یسضوؿیسؾسی ت ست 2ح

طاز قؿتك تا آب مطزضج ؾاتی 60زض زای

حىاوی تا ح

ؾفوطیه

ضی زض ح ؾح تا اؾت، غپان وطز

ؾپؽ ػیات حىاوی زض یسضوؿیس ؾسی

زلیم زض زای 30ح ؾفوطیه ت ست

طاززضج ؾاتی 60

Fig. 1 Laminating configuration of fiber metal laminates

ای ایاف/ فعصاضی زض واپظیتحات الی 1ضکل

Fig. 2 Photograph of steel-mold

تهیط لاة فالزی 2ضکل

وتایج ي بحث -3

ؾاظی ای آازای ایاف/ فع تا ضـوطف واپظیت–ای تفحی

آضز 3ؾحی ىایىی، لیایی حىاوی تا ح ؾفوطیه زض قى

3وطف، حان اظ یای -ای تفقس اس. الظ ت شوط اؾت و حی

ای تاقس. اض و زض ترف ؾاذت واپظیتآظایف تطای ط ی

تط طتغ يرات ؾاتی 15×2.5ا زاضای اتؼاز ایاف/ فع فت قس

یع مازیط یای اؾتحىا ذكی وطف 2تاقس. جس ی 1.8 0.05±

كرم اؾت، زض ض و اس. ا ای صوض اضائ قسقىؿت واپظیت

قس تا ضـ ىایىی، تف ذكی ت نضت ؾاظی ای آازواپظیت

وس. اؾتحىا ذكی وطف ذی تاؾة تا وطف افعایف پیسا ی

تاقس. زض ی 0.0092اپاؾىا 396ا ت تطتیة تطاتط تا قىؿت ای

ىایىی ت قس تا ضـؾاظیای آازاحی ذی ضفتاض ذكی

نضت االؾتیه تز ت زی پسیس تضق )جسایف( تی الی آییی

ا زس. ای ای واپظیتی، قىؿت زض تاالتطی حس تف ضخ یالی

قس تا ز ؾاظیای آاززاضای وتطی اؾتحىا ذكی زض مایؿ تا

قس تا ػیات لیایی زاضای ؾاظیای آاز تاقس. واپظیتضـ زیط ی

قس تا ضـ ىایىی ؿتس، ؾاظیای آازضفتاض ذكی كاتی تا

و همکاران حامذ آقامحمذی های الیاف/فلس کامپوزیتسازی سطحی بر خواص خمشی های مختلف آماده اثر روش

یور

فناو

م لو

عیه

شر ن

ا زاضای اؾتحىا ذكی وطف قىؿت ت تطتیة تطاتط تا اا ای

ای تاقس، و ای مازیط زض مایؿ تا ی 0.0146اپاؾىا 489

ىایىی تاالتط اؾت.

ای ، ضفتاض ذكی واپظیت2 تایج جس 3اتك تا زاض قى

ای ىایىی قس تا ح ؾفوطیه واال تفات اظ ؾاظیآاز

ا تؼس اظ ضؾیس ت ض و كرم اؾت، ای تاقس. ا لیایی ی

ؿتس. تیكی تف، لازض ت تح ای تف تا حس تاالیی اظ وطف

568ا ت تطتیة تطاتط تا اؾتحىا ذكی وطف قىؿت ای

تاقس. زض جع، تا مایؿ اؾتحىا ذكی ی 0.0532اپاؾىا

تا ؾاظی ؾحی رتف، یای آازای تا ضـوطف قىؿت

ای آییی تا ح تیج طفت و ػیات حىاوی ضل

یه جة ایجاز چؿثسی ػای تی الی آییی الی ؾفوط

قز. واپظیت پیطی ی

4ای زض قى ای رتف تؼس اظ تؿت ذف ؾ متهایط

ای قز، اف زیس ی-4ض و زض قى كا زاز قس اؾت. ا

ایف تی تا ػیات ؾحی ىایىی تغییط قى حسزی زاضس جس

زس چؿثسی ای آ ت يح لات تكریم اؾت، و ای كا الی

ای تا تاقس. چی تغییطقى ذكی ای آ یيؼیف تی الی

ب(. -4تاقس )قى ای ىایىی یػیات ؾحی لیایی تاالتط اظ

تتطی زض تا تیج طفت و اؾتفاز اظ ضـ لیایی جة چؿثسیی

-ای آازج، زض -4قز. اتك تا قى مایؿ تا ضـ ىایىی ی

ای تضق یا تطن تی الیقس تا ح ؾفوطیه یچؾاظی

ا ت زی ایجاز تطن زض الی قز قىؿت زض ای كاس ی

زس.تاقس(، ضخ ی پاییی آیی )و تحت وكف ی

Fig. 3 Flexural stress-strain curves of fiber metal laminates with different surface treatment methods

ای ای ایاف/ فع تا ضـوطف ذكی واپظیت-ای تفحی 3ضکل

ؾاظی رتف ػیات آاز

ای ایاف/ فعمازیط اؾتحىا ذكی وطف قىؿت واپظیت 2جذيل Table 2 Flexural strength and failure strain values of fiber metal

laminates

ع واپظیت

ایاف/ فع

اؾتحىا ذكی

)اپاؾىا(

زضنس وطف

قىؿت

396±4.1 ىایىی0.02±0.92

498±6.4 لیایی0.12±1.46

568±20.1 ؾفوطیه0.23±5.32

Fig. 4 Photograph of bending samples of basalt fiber metal laminates

with a) mechanical treatment b) alkaline treatment and c) sulfochromic

etch treatment

ای ایاف/ فع تا )اف( ػیات ىایىی، ای ذكی واپظیتتهایط 4ضکل

حىاوی تا ح ؾفوطیه )ب( ػیات لیایی )ج( ػیات

ای تا اؾتفاز اظ ا تؼس اظ آظ ذف ؾ مقس مازیط اطغی جصب

اضائ قس اؾت. 5وطف زض قى -ؿاحت ظیط حی یای تف

قس تا ؾاظیای آازقس ض و كرم اؾت، اطغی جصب ا

تاقس. ای ىایىی لیایی یح ؾفوطیه تؿیاض تاالتط اظ

غ تط 25.42ا تا ح ؾفوطیه تطاتط تا قس اطغی جصب

ای قس تطاتط تیكتط اظ اطغی جصب 12.5تاقس و تطىؼة ییی

تط ىؼة( اؾت.غ تط یی 2.02ىایىی )

زس تهیط یىطؾىج اىتطی ضتكی اظ ضفغی كا 6 قى

تاقس. اتك تا ؾحی آیاغای آیی تا ػیات ؾحی تفات ی

اف، آاز ؾاظی ؾحی تا ضـ ىایىی فم جة ایجاز ظتطی -6قى

قز تا تج ت تایج آظ ذف اوطتطی تط ضی ؾح آیی ی

ا تیج طفت و ضـ ىایىی تطای اتها الی فعی الی پیطی تی

تاقس.ای ایاف/ فع اؾة یزض واپظیت

ؾاظی ؾحی لیایی ب كرم اؾت و ػیات آاز-6تا تج ت قى

آیی، جة ایجاز یه ؾاذتاض پىی ت زی ایجاز الی یسضوؿیس

قس تا ضـ ؾاظیای آازقز. ضفتاض تتط قى تط ضی ؾح ی

-ای ىایىی، طتث تا ضفغی ؾحی آ یلیایی زض مایؿ تا

تاقس، ت ضی و ای ؾح زاضای ظتطی یىطتطی تز زض تیج احی

وس جة تثز ىایع لف ؾحی تیكتطی ضا تطای اتها فطا ی

قز.ی ىایىی

0

100

200

300

400

500

600

0 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06

Fle

xu

ral

stre

ss (

MP

a)

Strain (mm/mm)

sulfochromic

alkaline

mechanical

و همکاران حامذ آقامحمذی های الیاف/فلس کامپوزیتسازی سطحی بر خواص خمشی های مختلف آماده اثر روش

یور

فناو

م لو

عیه

شر ن

Fig. 5 Absorbed energy values of basalt fiber metal laminates

ای ایاف/ فعقس زض واپظیتمازیط اطغی جصب 5ضکل

زس ؾح آیی تؼس اظ ػیات حىاوی تا كا 7ج -6قى

تاقس. تا تج ت ؼاز ای رتف یح ؾفوطیه تا تعضایی

( كرم اؾت و زض اثط اوف ح ؾفوطیه تا آیاغ آیی، 2)

قز: آیی تط ضی ؾح تكىی ی یه الی اوؿیس

قس اؾت، اوؿیس آیی تكىی ( تیا 3ض و زض ؼاز )ا

قز، ی قس تط ضی ؾح زض اثط اوف تا اؾیسؾفضیه زچاض احال ی

تا تج ت آ و ؾطػت تكىی اوؿیس آیی تاالتط اظ ؾطػت احال آ

اس. تاقس، تاتطای تط ضی ؾح یه الی ترر اوؿیسی تالی یی

وؿیسی وتط تاقس، ؾح آیی زاضای حفطات طچ ؾطػت احال الی ا

تاقس.تطی ی ظ

قس تط كرم اؾت و حفطات تكىی 7ج -6ای تا تج ت قى

چی تاقس. یىطتط ی 5ضی ؾح آیی زاضای لط یای

كرم اؾت و زض تطذی اظ احی، ت زی تاال تز طخ احال، زیاض

.تی حفطات زچاض ذضزی قس اؾت

ؾاظی قس تا ح ای آازقس زض ذال ذكی تثز حان

ای ىایىی لیایی، طتث تا تكىی ؾفوطیه زض مایؿ تا

تاقس. الی اوؿیس آیی و زض حی ؾح آ یالی اوؿیسی تط ضی

قز، زاضای حفطات ؾاظی تا ح ؾفوطیه تكىی یػیات آاز

تاقس. اؾثی تطای فش ضظی ی تاقس ای حفطات ىایىطتطی ی

ای ىایىی لی پطقس ضظی اپوؿی زض ای حفطات جة ایجاز لف

قز، ت ضی و تؼس اظ آظ ذف الی واپظیتی یتی آیی

ج -6ض و زض قى قز. اای، پسیس جسایف كاس یؾ م

كا زاز قس اؾت، زض اثط تاال تز طخ احال الی اوؿیسی، زض تطذی اظ

تاس جة احی، زیاض تی حفطات زچاض ذضزی قس اؾت، و ای ی

ضؾس و، تغییط زض ؼیف ىایىی الی آییی قز. تاتطای ت ظط یت

ؾاظی تا ح ؾفوطیه، پاضاتطایی اس ظا زای فطایس آاز

ای ایاف/ فع ضا ت ؾثة ایجاز حفطات جعا اظ ذال ىایىی واپظیت

یىسیط تط ضی ؾح، تثز تركس.

Fig. 6 The surface morphology of aluminum alloy after various surface

(a) mechanical treatment, (b) alkaline treatment, (c) and (d)

sulfochromic-etch treatment

ضفغی ؾحی آیاغ آیی تؼس اظ ػیات ؾحی تفات )اف( 6ضکل

ػیات ىایىی، )ب( ػیات لیایی )ج( ػیات حىاوی تا ح ؾفوطیه

ت نضت قاتیىی ضفغی ؾحی آیی تؼس اظ ػیات 8قى

اس ض و كزس. الیایی ح ؾفوطیه ضا كا ی

قى )تكىی -قز، ػیات لیایی جة ایجاز یه ؾاذتاض پىی ی

قز، ی ػیات حىاوی تا ح یسضوؿیس آیی( تط ضی ؾح ی

2.02

4.58

25.42

0

5

10

15

20

25

30

Mechanical Alkaline Sulfochromic

Ab

sorb

ed E

ner

gy (

J/m

m3)

و همکاران حامذ آقامحمذی های الیاف/فلس کامپوزیتسازی سطحی بر خواص خمشی های مختلف آماده اثر روش

یور

فناو

م لو

عیه

شر ن

ؾفوطیه جة ایجاز یه ؾاذتاض ترر اوؿیسی تط ضی ؾح

قز و اظ حفطات ظ زیاض ظتط تی حفطات تكىی قس اؾت. ای ی

اذتاض ترر ػىطز تتطی زض مایؿ تا ؾاذتاض پىی قى زض ؾ

وس.ا ایفا یچؿثسی تی الی

كتطن زس تهیط یىطؾىج اىتطی ضتكی اظ فهكا 8قى

قس تا ح ؾاظیتی آیی واپظیت پیطی زض آاز

قى، چؿثسی لی تی الی تاقس. اتك تا ایحىاوی ؾفوطیه ی

ض و كرم اؾت یچ آییی الی واپظیتی تطلطاض اؾت ا

ای تی ای ز الی جز ساضز ىایع لف تطن، حفط یا فان

زس قى یع، كا 10تاقس. قى ىایىی ت يح لات تكریم ی

زض حفطات جز تط ؾح آیی قاتیىی اظ فش ضظی اپوؿی

تاقس.ا اظ طیك ىایع لف ىایىی یچی پیس لی تی الی

تهیط یىطؾىج اىتطی ضتكی اظ ؾح 11چی، قى

ای واپظیتی ایاف تاظات/ اپوؿی تؼس اظ آظ ذكی ضا قىؿت الی

زس.ی كا

Fig. 7 The surface morphology of aluminum alloy after sulfochromic-

etch treatment

یات حىاوی تا ح ػ ضفغی ؾحی آیاغ آیی تؼس اظ 7ضکل

ؾفوطیه

Fig. 8 Schematic illustration of surface morphology of aluminum after

a) alkaline treatment and b) sulfochromic etch treatment

ایف قاتیىی ضفغی ؾحی آیی تؼس اظ )اف( ػیات لیایی 8ضکل

)ب( ػیات حىاوی تا ح ؾفوطیه

Fig. 9 SEM of the interface between aluminum layer and basalt

fiber reinforced epoxy layer

كتطن تی الی آییی تهیط یىطؾىج اىتطی ضتكی اظ فه 9ضکل

قس تا ایاف تاظاتالی اپوؿی تمیت

Fig. 10 Schematic illustration of penetration of the epoxy resin into the

pores

ایف قاتیىی اظ فش ضظی اپوؿی زض حفطات 11ضکل

Fig. 11 SEM image of the fracture surface of basalt

fibers/epoxy layers after flexural testing

ای واپظیتی تهیط یىطؾىج اىتطی ضتكی اظ ؾح قىؿت الی 11ضکل

ایاف تاظات/ اپوؿی تؼس اظ آظ ذكی

گیریوتیج -4

ؾحی تط ضی ذال ؾاظی ای رتف آاززض ای اؼ، تاثیط ضـ

2024ای ایاف/ فع تكى اظ ضق آیاغ آیی ذكی واپظیت

ؾاظی ای آازقس تا ایاف تاظات تطضؾی قس. ضـضظی اپوؿی تمیت

ؾحی قا ػیات حىاوی تا ح ؾفوطیه، ػیات لیایی

ػیات ىایىی ضز تطضؾی لطاض طفت.

تطی ضفتاض ذكی ضا ؾاظی قس تا ضـ ىایىی، يؼیفی آازا

زس، ت ضی و تؼس اظ تغییط قى حسزی زچاض اظ ذز كا ی

ای ؾاظی قس تا ضـ لیایی ؿثت ت ای آازقس. تضق ی

ا زس، اا ضفتاض وی آىایىی ضفتاض ذكی تتطی اظ ذز كا ی

تا تیج طفت تاقس. تا تج ت تایج یای ىایىی یكات تا

و همکاران حامذ آقامحمذی های الیاف/فلس کامپوزیتسازی سطحی بر خواص خمشی های مختلف آماده اثر روش

یور

فناو

م لو

عیه

شر ن

ؾاظی تا ح حىاوی ؾفوطیه جة تثز و ػیات آاز

قز. ای ىایىی لیایی یچكیطی زض ضفتاض ذكی ؿثت ت

زضنس افعایف 43ای ىایىی ا ؿثت ت اؾتحىا ذكی ای

تطاتط افعایف 6ای ىایىی پیسا وطز اؾت وطف قىؿت ؿثت ت

تاس زض اثط تفات ا یپیسا وطز اؾت. ای تفات زض ضفتاض ىایىی

زض ضفغی ؾحی الی آییی تاقس.

زس ای اؾت و ؾح تهایط یىطؾىج اىتطی ضتكی كا

یی تؼس اظ ػیات ىایىی فم زاضای ظتطی اوطتطی تز و آ

ای آییی واپظیتی قس اؾت. تثز جة پیس يؼیف تی الی

تاس ت ای ىایىی یای لیایی زض مایؿ تا ذال ذكی

جة قس تط ضی ؾح آ تاقس و زی ضفغی پىی قى تكىی

ا قس اؾت. تا تج ت تهایطیىطؾىپی ای ىایىی تی الیایجاز لف

تا تیج طفت و ػیات حىاوی تا ح ؾفوطیه جة ی

قز. حفطات تكىی تكىی یه الی اوؿیسی ترر تط ضی ؾح ی

ؾ قس تط ضی ؾح آیی ت ػا ىای اؾة تطای پط قس ت

قس، ت ضی و تؼس اظ اتا فطایس پرت، ضظی اپوؿی حؿب ی

ا تضق كاس قز زض ای ا تطلطاض یچؿثسی لی تی الی

ؾاظی قس قس آازقز. ای زالی جة قس و اطغی جصبی

اقس.تطاتط تیكتط اظ ىایىی ت 12.5تا ح ؾفوطیه

مراجع -5[1] Sinmazçelik, T. Avcu, E. Bora, M. Ö. and Çoban, O., “A Review:

Fibre Metal Laminates, Background, Bonding Types and Applied

Test Methods” Materials & Design, Vol. 32, No. 7, pp. 3671-3685,

2011. [2] Chai, G. B. and Manikandan, P., “Low Velocity Impact Response of

Fibre-Metal Laminates – a Review” Composite Structures, Vol.

107, pp. 363-381, 2014. [3] Sadighi, M. Alderliesten, R. C. and Benedictus, R., “Impact

Resistance of Fiber-Metal Laminates: A Review” International

Journal of Impact Engineering, Vol. 49, pp. 77-90, 2012. [4] Ostapiuk, M. Surowska, B. and Bieniaś, J., “Interface Analysis of

Fiber Metal Laminates” Composite Interfaces, pp. 309-318, 2014. [5] Zarei, H. Fallah, M. Minak, G. Bisadi, H. and Daneshmehr ,A.,

“Low Velocity Impact Analysis of Fiber Metal Laminates (FMLs)

in Thermal Environments with Various Boundary Conditions”

Composite Structures, Vol. 149, pp. 170-183, 2016. [6] Gan, Y. X., “Effect of Interface Structure on Mechanical Properties

of Advanced Composite Materials” Int J Mol Sci, Vol. 10, No. 12,

pp. 5115-34, Nov 25, 2009. [7] Botelho, E. C. Silva, R. A. Pardini, L. C. and Rezende, M. C.,

“Evaluation of Adhesion of Continuous Fiber–Epoxy

Composite/Aluminum Laminates” J. Adhesion Sci. Technol, Vol.

18, pp. 1799-1813, 2004. [8] Mohamad, M. Marzuki, H. F. A. Ubaidillah, E. A. E. Abidin, M. F.

Z. Omar, S. and Rozi, I. M., “Effect of Surface Roughness on

Mechanical Properties of Aluminium-Carbon Laminates Composites” Advanced Materials Research, Vol. 879, pp. 51-57,

2014. [9] Ardakani, M. A. Khatibi, A. A. and Ghazavi, S. A., “A Study on the

Manufacturing of Glass-Fiber-Reinforced Aluminum Laminates

and the Effect of Interfacial Adhesive Bonding on the Impact

Behavior”, Proceedings of the XIth International Congress and Exposition, June 2-5, 2008.

[10] Lawcock, G. Ye, L. Wing Mai, Y. and Teh Sun, C., “The Effect of

Adhesive Bonding between Aluminum and Composite Prepreg on the Mechanical Properties of Carbon-FiberreinforcedMetal

Laminates” Composites Science and Technology, Vol. 57, pp. 35-

45, 1997.

[11] Ostapiuk, M. Surowska, B. and Bieniaś, J., “Interface Analysis of

Fiber Metal Laminates” Composite Interfaces, Vol. 21, No. 4, pp.

309-318, 2013. [12] Mohamad, M. Marzuki, H. F. A. Bakar, S. N. A. Abdullah, A. N.

Ubaidillah, E. A. E. Abidin, M .F. Z. and Omar, S., “Effect of

Anodizing Electrolyte for Structural Adhesives Bonding Study of

Aluminium-Carbon Laminates Composites” International Journal

of Automotive and Mechanical Engineering, Vol. 10, pp. 2091-

2101, 2014.

[13] Khalili, S. M. R. Daghigh, V. and Eslami Farsani, R., “Mechanical

Behavior of Basalt Fiber-Reinforced and Basalt Fiber Metal

Laminate Composites under Tensile and Bending Loads” Journal of Reinforced Plastics and Composites, Vol. 30, No. 8, pp. 647-659,

2011. [14] Ferrante, L. Sarasini, F. Tirillò, J. Lampani, L. Valente, T. and

Gaudenzi, P., “Low Velocity Impact Response of Basalt-

Aluminium Fibre Metal Laminates” Materials & Design, Vol. 98,

pp. 98-107, 2016.