افزایش 118 درصدی استحکام نانوکامپوزیت آلومینیومی با روش نوین محققان کشور
به گزارش سیناپرس به نقل از خبرگزاری ایسنا، کامپوزیت به موادی اطلاق می‌شود که از دو یا چند جزء تشکیل شده باشند. کامپوزیت‌ها با هدف بهره‌گیری همزمان از خواص اجزای تشکیل دهنده آنها ساخته می‌شوند. کامپوزیت‌ها معمولا دارای یک فاز زمینه و یک یا چند فاز پراکنده هستند. این نوع مواد بر حسب نوع زمینه آنها به چند گروه تقسیم‌بندی می‌شوند.
از مهمترین نوع کامپوزیت‌ها، کامپوزیت‌های زمینه فلزی است. فرایند ساخت کامپوزیت‌ها می‌تواند متفاوت باشد که هر کدام از آنها مشکلات خاص خود را دارد.
برای این منظور محققان دانشگاه صنعتی سهند تبریز در تحقیقات خود تلاش کردند با استفاده از یک روش جدید به نام کپسول‌سازی گرافنی توزیع یکنواخت نانوذرات در زمینه نانوکامپوزیت‌های آلومینیومی را بهبود بخشند.
علیرضا فدوی بوستانی از محققان این طرح مشکل اصلی تولید کامپوزیت‌های زمینه فلزی را عدم توزیع یکنواخت ذرات تقویت‌کننده در زمینه فلزی دانست و افزود: در این طرح به منظور رفع مشکل عدم توزیع یکنواخت نانوذرات کاربید سیلیسیوم در زمینه آلومینیوم از رویکرد کپسول‌سازی گرافنی استفاده شد.
وی ادامه داد: با استفاده از روش کپسول‌سازی گرافنی توانستیم به یک ماده نانوکامپوزیتی که همزمان از خواص مکانیکی و حرارتی خوبی برخوردار است، دست پیدا کنیم. دارا بودن همزمان این دو خاصیت موجب می‌شود کارایی قطعاتی که با هدف مقابله با شوک حرارتی ساخته می‌شوند، افزایش یابد.
فدوی، آگلومره شدن یا بهم چسبیدن نانوذرات را یکی از مشکلاتی دانست که حین تولید نانوکامپوزیت‌ها اتفاق می‌افتد و یادآور شد: این موضوع به طور مستقیم به نیروهای سطحی نانوذرات وابسته است. بنابراین با تغییر نیروهای سطحی نانوذرات می‌توان بر این مشکل غلبه کرد.
این محقق با اشاره به جزئیات این طرح خاطرنشان کرد: در پژوهش حاضر به منظور جلوگیری از چسبندگی نانوذرات به یکدیگر نانوذرات به وسیله گرافن پوشش‌دهی شده‌اند. بنابراین برهمکنش نانوذرات با یکدیگر و متعاقب آن آگلومره شدن به طور چشمگیری کاهش یافته است. ساختار نهایی نانوکامپوزیت یک ساختار دوفازی دربرگیرنده میکرو/نانودانه‌ها بوده است.
وی در خصوص بررسی‌های صورت گرفته در این طرح گفت: در پژوهش حاضر اثر غلاف گرافنی پوشش‌دهنده ذرات بر توزیع ذرات کاربید سیلیسیوم در زمینه آلومینیوم به کمک میکروسکوپ الکترونی روبشی و عبوری مورد بررسی قرار گرفته است. به‌منظور ورود نانوذرات در زمینه فلزی از روشهای حالت ذوبی و جامد استفاده شد.
به گفته وی خواص مکانیکی، حرارتی و خوردگی نانوکامپوزیت حاصل مورد ارزیابی قرار گرفته و نتایج به دست آمده از نانوکامپوزیت‌های معمولی و نانو کامپوزیت‌های اصلاح شده با هم مقایسه شدند.
این محقق دانشگاه صنعتی سهند اظهار کرد: نتایج حاکی از آن است که ایجاد ساختار دوفازی ناشی از روش کپسول‌سازی گرافنی موجب افزایش 181 درصدی استحکام و 243 درصدی افزایش طول قبل از شکست نسبت به نانوکامپوزیت‌های معمولی شده است. همچنین هدایت حرارتی و مقاومت به خوردگی نانوکامپوزیت حاصل به میزان زیادی بهبود یافته است.
به گفته وی، این موفقیت باعث می‌شود تا نانوکامپوزیت تولید شده خواص مکانیکی، حرارتی و خوردگی بسیار بهتری را از خود به نمایش بگذارد.
نتایج این تحقیقات که حاصل تلاش‌های مهندس علیرضا فدوی بوستانی دانشجوی مقطع دکترای دانشگاه صنعتی سهند تبریز، پروفسور ساسان یزدانی و پروفسور رسول آذری خسروشاهی از اعضای هیأت علمی این دانشگاه و محققانی از دانشگاه‌های استرالیا، چین و کانادا است، در مجله Scripta Materialia با ضریب تأثیر 3.747 منتشر شده است.
No tags for this post.
