Yangi O'zbekiston taraqqiyotida tadqiqotlarni o'rni va rivojlanish omillari
19-to’plam 5-son May 2025
88
BAZALT MINERAL XOMASHYOSI ASOSIDA TOʻLDIRILGAN
ORGANO-NOORGANIK KOMPOZIT MATERIALLAR FIZIK
XOSSALARINI O‘RGANISH
Soatov Nodir Tojiyevich – Termiz Davlat Universiteti, fizika magistranti
Ilmiy rahbar: Prof. Qosimov Asroriddin Sadiyevich –
Termiz Davlat Universiteti
Annotation: This work provides an in-depth investigation of the physical
characteristics of organo-inorganic composite materials reinforced with basalt
mineral fillers. Emphasis is placed on understanding the structural, mechanical,
thermal, and dielectric behavior of epoxy-bonded composites under varying filler
concentrations. By applying a comprehensive methodology involving SEM, TGA,
DSC, mechanical stress testing, and LCR measurements, we provide a detailed
analysis of basalt’s multifaceted influence on the composite matrix. The research
reveals a critical balance between filler content and material integrity, suggesting
optimal ratios for industrial application.
Аннотация: В данной работе проведено всестороннее исследование
физических
характеристик
органо-неорганических
композитных
материалов, армированных минеральными наполнителями из базальта.
Основное внимание уделено изучению структурных, механических,
термических и диэлектрических свойств эпоксидных композитов при
различных концентрациях наполнителя. С применением комплексной
методологии, включающей СЭМ, ТГА, ДСК, механические испытания на
прочность и измерения LCR, представлен детальный анализ многогранного
влияния базальта на матрицу композита. Исследование выявило
критический баланс между содержанием наполнителя и целостностью
материала, что позволяет определить оптимальные соотношения для
промышленного применения.
Yangi O'zbekiston taraqqiyotida tadqiqotlarni o'rni va rivojlanish omillari
19-to’plam 5-son May 2025
89
1. Kirish
Kompozit materiallar ishlab chiqarishda tabiiy to‘ldiruvchilarning
qo‘llanilishi ularning ekologik xavfsizligi, iqtisodiyligi va yuqori xossalari bilan
bog‘liq. Bazalt — vulqon jinslarining to‘liq kristallanmagan shakli bo‘lib, uning
asosiy tarkibini silikatlar, temir va magniy oksidlari tashkil etadi. Bazalt yuqori
termal barqarorlik (≥1000°C), mukammal abraziv chidamlilik, kimyoviy inertlik,
past suv singdiruvchanlik (≤0.5%) va yuqori zichlik (2.8–3.0 g/cm³) kabi
xossalarga ega. Shuningdek, u elektr tokini o‘tkazmasligi va yuqori radioaktiv
barqarorligi bilan elektrotexnika va aerokosmik sohalarda istiqbolli material
hisoblanadi. Mazkur tadqiqotda bazalt kukuni epoksid smola bilan kombinatsiyada
qo‘llanilib, olingan kompozitlarning fizik, termal va elektr xossalari chuqur tahlil
qilindi.
Kalit so‘zlar: bazalt minerali, kompozit materiallar, epoksid matritsa, termal
tahlil, dielektrik doimiylik, SEM, TGA, DSC, mexanik mustahkamlik
2. Tadqiqot metodikasi
Epoksid smola (ED-20) bazalt kukuni bilan 10% dan 50% gacha bo‘lgan
massaviy nisbatlarda aralashtirildi. Har bir namunaga polimerizatsiya uchun
qotiruvchi (PEPA) va plastifikator (dibutilftalat) qo‘shildi. Namunalar xona
haroratida 24 soat qoldirilib, so‘ngra 80°C da 2 soat post-qattiqlashtirish amalga
oshirildi.
Quyidagi
usullar
orqali
fizik
tahlil
o‘tkazildi:
- SEM (Scanning Electron Microscopy) – disperslik va interfeys tahlili;
- TGA (Termogravimetrik tahlil) – termal parchalanuv bosqichlarini aniqlash;
- DSC (Differensial skanirlaydigan kalorimetriya) – shishalanish harorati va
ekzotermik
reaksiyalar;
- LCR-meter – dielektrik o‘zgaruvchanlikni aniqlash (1 kHz – 1 MHz oralig‘ida);
- Mexanik sinov – DIN EN ISO 527-2 va ASTM D790 standartlari asosida egilish
va cho‘zilish sinovlari.
3. Natijalar va muhokama
Kompozit namunalar strukturasining SEM tasvirlari bazalt zarralarining 30%
Yangi O'zbekiston taraqqiyotida tadqiqotlarni o'rni va rivojlanish omillari
19-to’plam 5-son May 2025
90
konsentratsiyagacha matritsaga bir xilda taqsimlanganini ko‘rsatdi. 40–50%
kontsentratsiyada esa agregatsiyalashish va mikroyoriqlar paydo bo‘ldi.
Mexanik xossalar tahliliga ko‘ra, eng yuqori egilish mustahkamligi (88 MPa) 30%
bazaltli namunalarda kuzatildi. Yuqori to‘ldiruvchida matritsa-to‘ldiruvchi
chegarasida silliq
interfeys yo‘qligi
sabab
mustahkamlik
pasaydi.
TGA natijalariga ko‘ra, to‘liq parchalanish harorati sof epoksidda 320°C bo‘lsa,
bazalt qo‘shilishi bilan bu ko‘rsatkich 370°C gacha ko‘tarildi. DSC tahlili 30%
bazaltda shishalanish harorati 105°C dan 118°C gacha ko‘tarilishini ko‘rsatdi, bu
esa
issiqlik
deformatsiyasiga
chidamlilikning
oshganini
bildiradi.
Dielektrik o‘lchovlar shuni ko‘rsatdiki, 10–30% bazalt kontsentratsiyasida
dielektrik doimiylik 3.3 dan 4.5 gacha ortgan, bu esa mikroto‘lqinli sohalarda
qo‘llash imkonini beradi. Yuqori kontsentratsiyada esa elektr yo‘qotish
tangensiyasi sezilarli darajada oshgan.
4. Xulosa
Tadqiqot natijalari shuni ko‘rsatadiki, bazalt minerali polimer matritsaga
to‘g‘ri ulushda qo‘shilganida, kompozit materialning issiqlikka, mexanik bosimga
va elektr yalıtkanligiga chidamliligi ortadi. Optimal natijalar 30% bazalt qo‘shilgan
namunada kuzatildi. Yuqori konsentratsiyada esa struktura izchil emasligi
materialning ekspluatatsion xossalarini pasayishiga olib keldi. Ushbu materiallar
avtomobil qismlari, elektrotexnika komponentlari va issiqlikka chidamli
konstruktsiyalar
uchun
istiqbolli
deb
topildi.
Kelgusida nanobazalt zarralari, silanlashtirilgan modifikatsiyalar va gibrid
to‘ldiruvchilar yordamida yanada mukammal kompozitlar ishlab chiqish
yo‘nalishlari ko‘zda tutilmoqda.
