خبر ساخت نانوکامپوزيتي با پايه‌ي مس به روشي جديد

[محمــد 4415]

خبرنامه انجمن کامپوزیت ایران به نقل از ستاد نانو می نویسد، محققان دانشکده‌ي مهندسي مکانيک پرديس دانشکده‌هاي فني دانشگاه تهران، نانوکامپوزيتي با پايه‌ي مس را به روشي جديد سنتز کردند.

مهندس پرويز اسدي، دانشجوي دکتري رشته‌ي مکانيک ساخت و توليد، در گفتگو با بخش خبري سايت ستاد ويژه‌ي توسعه‌ي فناوري نانو گفت: «در اين پژوهش با استفاده از فراوري اغتشاشي اصطکاکي، پودر کاربيد سيليکون در ابعاد ميکرو و نانو به مس اضافه شد تا سختي و مقاومت به سايش سطحي آن تقويت شود. همچنين اثر اندازه پودر تقويت‌کننده و درصد حجمي پودر اضافه شده بر اندازه‌ي دانه، سختي، خواص کششي و سايشي مس مورد بررسي قرار گرفت».

وي افزود: «وجود نرمي بيش از حد، سختي و مقاومت به سايش پايين مس خالص، کاربردهاي سازه‌اي آن را محدود کرده‌است. با توجه به نياز شديد صنايع به موادي با استحکام بالا، مقاومت به سايش بالا و رسانايي بالا، توليد نانوکامپوزيت‌هاي پايه مس مورد توجه فراواني قرار گرفته‌است».

مهندس اسدي در مورد روش به کار گرفته در اين پژوهش گفت: «تهيه‌ي اين نانوکامپوزيت به روش سنتي و نيز با روش‌هايي نظير سينترينگ، ريخته‌گري کوبشي و غيره نيز امکان‌پذير است ولي روش ما يک رويکرد سطحي/حجمي در تهيه‌ي کامپوزيت‌هاي زمينه فلزي است که مي‌تواند در بخش‌هاي خاصي از قطعه يا در کل سطح آن مورد استفاده قرار گيرد».

در اين روش جديد که اساس کار آن جوشکاري اغتشاشي اصطکاکي است، سطح ورق آلياژي شيار زده شده و در داخل شيار، پودر تقويت‌کننده قرار مي‌گيرد. با داخل شدن ابزار دوراني شامل پين و شانه و تماس بين شانه و قطعه‌ي ‌کار، گرماي لازم براي خميري شدن آلياژ توليد مي‌شود.‌ سپس ابزار با حرکت پيشروي (به همراه دوران) در ناحيه‌ي تحت فرايند، اغتشاش ايجاد کرده و پودر تقويتي را در زمينه‌ي فلز توزيع مي‌کند. بدين ترتيب نانوکامپوزيت سطحي ايجاد مي‌شود که داراي خواص و قابليت‌هاي مورد نظر است.

پژوهشگر طرح در مورد نتايج اين روش، چنين اظهار کرد: «با اين روش مي‌توان با تغيير پارامترهايي نظير تعداد پاس فرايند، هندسه‌ي ابزار و همچنين جنس، مقدار و اندازه‌ي پودر تقويتي، کامپوزيت‌هايي با خواص مختلف توليد کرد. با اين روش بسته به جنس ماده، پايه‌ي سختي و استحکام مي‌تواند تا سه برابر و مقاومت به سايش تا ده برابر افزايش يابد. همچنين بسته به کاربرد ماده، مي‌توان خواصي نظير نيمه‌هادي بودن يا ساير خواص فيزيکي را هم به ماده‌ي مورد نظر داد».

وي مزاياي توليد نانوکامپوزيت‌ها با اين روش را اين‌گونه عنوان کرد: «از مزاياي اين روش آن است که در قسمت‌هاي خاص و مورد نياز از قطعه، مي‌توان نانوکامپوزيت سطحي براي تأمين خواص مورد نياز آن کاربرد ويژه، ايجاد کرد و لازم نيست کل قطعه از يک جنس باشد. همچنين از مزاياي ديگر اين روش، مي‌توان به استفاده از انرژي و زمان کم براي توليد نانوکامپوزيت، حذف تخصص و مهارت اپراتور، سهولت انجام فرايند، تجهيزات ساده، کم‌هزينه و سازگار با محيط زيست اشاره کرد».

اين نانوکامپوزيت به‌طور گسترده در صنعت هوافضا و صنعت الکترونيک کاربرد دارد.

مهندس اسدي در پايان گفتگو ابراز داشت: «با توجه به اينکه کارهاي مشابه ولي در انواع ديگر، در کشورهاي اروپايي و آمريکا در حال تجاري شدن است، صنعتي کردن اين کار هم در کوتاه مدت امکان‌پذير است».

جزئيات اين پژوهش -که با همکاري دکتر محمدکاظم بشارتي گيوي-دانشيار دانشگاه تهران و مهندس محسن برموز-دانشجوي کارشناسي ارشد دانشگاه تهران انجام شده‌است- در مجله‌يMaterials Science and Engineering A (جلد 528، صفحات 1749-1740، سال 2011) منتشر شده‌است.

بسپار