هواژل (آیروژل)، یکی از انواع مواد متخلخل است که طی فرآیند سل -ژل، جزء مایع سوسپانسیون با گاز جایگزین شده و بدون فروپاشی منافذ بهصورت یک نانوساختار با حجم هوای بیش از 90% بهدست میآید. امروزه، استفاده از انواع مختلف هواژل در کامپوزیتهای پلیمری رشد و گسترش بسیاری یافتهاست. یکی از انواع هواژلها، هواژلهای کربنی هستند که بهدلیل خواص فیزیکی و شیمیایی خاص خود در کامپوزیتهای پلیمری مورد توجه قرار گرفتهاند. علی رغم پژوهشهای گسترده در زمینه بهبود خواص سطحی هواژلهای کربنی، تا کنون هواژلهای کربنی اصلاحشده با مواد سیلانی بهعنوان پوشش الیاف بازالت مورد مطالعه قرار نگرفتهاست. هدف اصلی این پژوهش ، سنتز ذرات هواژل کربنی و اصلاح سطح آنها با پوشش سیلانی و کاربرد آنها به عنوان تقویت کننده در کامپوزیتهای اپوکسی/الیاف بازالت است . در ادامه تاثیر متغیرهای مختلف ساختاری شامل اندازه و توزیع حفرات، سطح مخصوص و گروههای عاملی سطحی بر خواص بلانکتهای دو جزئی و خواص مکانیکی کامپوزیتهای لیفی بررسی میشود. از این رو، دو عامل به عنوان متغیر اصلی در نظر گرفته شد: عامل اول، تغییر در خواص فیزیکی ، شیمیایی و ساختاری هواژل و عامل دوم، تغییر در غلظت ذرات هواژل کربنی است . ابتدا، در ساختار هواژل از اصلاح شیمیایی سطح توسط ماده جفت کننده سیلانی استفاده شد. ماده سیلانی، با ایجاد اتصال شیمیایی و نفوذ مولکولی سبب افزایش چسبندگی میان هواژل و پلیمر زمینه کامپوزیت (رزین اپوکسی) میشود. . از این رو، سه نوع تقویت کننده ذرهای شامل هواژل کربنی خام، هواژل کربنی اصلاح شده با سیلان و هواژل ذرهای اصلاح شده با سیلان در محیط خلاء تهیه شد. سپس، غلظتهای مختلف تقویت کنندههای ذرهای شامل مقادیر / ، / و / درصد وزنی -وزنی هواژل بر روی الیاف بازالت مورد بررسی قرار گرفت و پس از تشکیل بلانکتها ، کامپوزیتهای لیفی نهایی با استفاده از فرآیند تزریق بهکمک خلا (VIP ) تهیه شدند. برای بررسی ساختار فیزیکی، شیمیایی و مورفولوژی هواژلها از آزمایش جذب و واجذب گاز نیتروژن، طیف سنجی تبدیل فوریه (FTIR) و میکروسکوپ الکترونی روبشی (FESEM) استفاده شد. نتایج نشان دادند که تمامی هواژلها تخلخل بالای 90% دارند. هواژل کربنی خام، اصلاح شده با سیلان و اصلاح شده با سیلان در محیط خلاء به ترتیب با دانسیته g/cm3 18/0 ، 2/0 و 19/0 و سطح مخصوص m2/g 38/632 ، 4/416 و 77/603 مشخصهیابی شدند. مورفولوژی سطح مقطع بلانکتها و سطح مقطع شکست کامپوزیتهای لیفی با FESEM و زبری سنجی مورد مطالعه قرار گرفتند. خواص مکانیکی نمونه ها نیز به کمک آزمایش های کششی ، خمشی و پانچ برشی مورد بررسی قرار گرفتند. به طور کلی نتایج آزمایش های مکانیکی نشان دادند که حضور هر سه نوع هواژل بر سطح الیاف بازالت سبب بهبود خواص نمونه های کامپوزیتی نسبت به نمونه های فاقد تقویت کننده ذرهای شده است . به طوریکه آزمایش های کشش بهبود خواص استحکام کششی تا 39% و افزایش مدول کششی تا 12% را برای نمونه های کامپوزیت لیفی ، نشان دادند. این نتایج به دلیل افزایش چسبندگی و سطح تماس بین تقویت کننده لیفی و پلیمر بهدلیل افزایش زبری سطح است که منجر به افزایش موثر انتقال بار از زمینه به لیف میباشد. از طرفی نفوذ زنجیرهای پلیمری به درون ساختار متخلخل سه -بعدی هواژل باعث افزایش بیشتر چسبندگی و جذب نیروی خارجی اعمال شده میشود که در نهایت خواص کامپوزیت را بهبود می-بخشد. از سوی دیگر، افزایش غلظت هواژل به دلیل تمایل ذرات به چسبیدن به یکدیگر، تجمع و کلوخه ای شدن رخ می دهد و سبب افت خواص می گردد. علاوه بر این، توزیع نایکنواخت ذرات بر روی الیاف نیز علت دیگر افت خواص میباشد. در این پژوهش، بهبود خواص کامپوزیت به دو ویژگی درگیری فیزیکی و مکانیکی بین تقویت کننده و پلیمر زمینه و همچنین درگیری شیمیایی با استفاده از ایجاد گروههای عاملی بر سطح هواژل کربنی طی عملیات اصلاح سطح نسبت داده میشود.