تدوین دانش فنی ساخت نا نوکامپوزیت های پایه آلومینیم
محور پژوهش
مواد پیشرفته و محصولات مبتنی بر فناوری‌های شیمیایی
پژوهشکده/دانشکده
مهندسی مواد
حوزه پژوهش
مواد پیشرفته (کامپوزیت ها)
عنوان
تدوین دانش فنی ساخت نا نوکامپوزیت های پایه آلومینیم
هدف از اجرای پژوهش، کاربردها، مزیت‌ها و ضرورت انجام پروژه
: هدف از پروژه حاضر تدوین دانش فنی و بومی سازی ساخت نانو کامپوزیت های پایه آلومینیم می باشد. آلیاژهای آلومینیوم به دلیل دارا بودن خصوصیاتی نظیر دانسیته پایین، نسبت استحکام به وزن بالا و داکتیلیته عالی در بسیاری از صنایع به ویژه صنایع هوا-فضا، نظامی و خودرو کاربرد گسترده‌ای پیدا کرده‌اند. مشکل اصلی آلیاژهای آلومینیوم رفتار تریبولوژیکی ضعیف و پایداری حرارتی كم آنها می‌باشد که کاربرد آن را در دمای بالا محدود ساخته است. حضور ذرات سرامیکی تقویت کننده در ساختار می‌تواند این آلیاژ را برای کاربردهای سایشی و دمای بالا مناسب گرداند به خصوص اگر این ذرات در ابعاد نانومتری باشد. در این پژوهش تولید آلیاژهای نانو کریستال و نانوکامپوزیت پایه آلومینیمی مورد بررسی قرار گرفت. گزارش و شرح زیرساخت‌ها، فعالیت‌ها، و دستاوردها این پژوهش طی قراردادی فیمابین دانشگاه صنعتی اصفهان و موسسه آموزشی – تحقیقاتی وزارت دفاع انجام گرفت.در فاز اول پروژه، نانو کامپوزیت حاوی تقویت کننده اکسید الومینبم ساخته شد و در فاز دوم از پودر حاصله قطعات مربوطه ساخته و خواص ان مورد ارزیابی قرار گرفت.نتایج بررسی‌‌ها حاکی از آن است که کاهش اندازه دانه‌های کریستالی آلومینیوم خالص تا 50 نانومتر با 20 ساعت آسیاب‌کاری امکانپذیر است با آسیاب‌کاری مخلوط استوکیومتری آلومینیوم و اکسید روی به مدت 5 ساعت واکنش بین این دو ماده کامل می‌شود. واکنش بین آلومینیوم و اکسید روی به صورت انفجاری و خود پیشرونده انجام می‌شود. محصول واکنش بین آلومینیوم و اکسید روی، فلز روی با اندازه دانه‌های کریستالی 20 نانومتر و آلومینای آمورف (5 درصد حجمی) می‌باشد. سختی نانوکامپوزیت تولیدی حدود 180 ویکرز می‌باشد که 6 برابر سختی آلومینیوم اولیه مصرفی است.با پرس گرم پودر نانوکامپوزیت تولیدی در دمای 500 درجه سانتیگراد تحت فشار 400 مگاپاسکال نمونه بالکی با دانسیته 99 درصد نسبت به دانسیته تئوری تهیه گردید. در ادامه با عملیات حرارتی مناسب، نانوکامپوزیتی با ساختار و پایداری حرارتی مطلوب ، سختی معادل 180 ویکرز و استحکام فشاری معادل 730 مگاپاسکال اندازه‌ تولید شد که می تواند به عنوان Master Part ساخت قطعات مورد نظر با استحکام و پایداری حرارتی مطلوب مورد استفاده قرار گیرد. تصاویر و محتوای گرافیکی مرتبط








(الف)


(ب)





شکل 1- پرس گرم مورد استفاده، ساختار میکروسکوپی نوری و TEM نمونه های نانو کامپوزیتی حاصله و نمودار سختی قطعه حاصله در دماهای مختلف