معرفی پایان نامه دانشجویی: تهیه و بررسی خواص کامپوزیت نانوساختار……

دانشجو: حمید عبدلی
اساتید راهنما: دکتر کاظم پورآذرنگ –
دکتر اسماعیل صلاحی
دانشگاه: صنعتی شریف– دانشکده مهندسی و علم مواد
مقطع: کارشناسی ارشد
تاریخ شروع: مهر ۱۳۸۵
تاریخ اتمام: آذر ۱۳۸۶
 

کامپوزیت‌های زمینه آلومینیومی که با ذرات AlN تقویت شده‌اند، دارای انبساط حرارتی
کم، هدایت حرارتی بالا، خواص ضد سایشی مناسب، استحکام کششی و انعطاف‌پذیری بالایی
هستند و این خواص نسبت به کامپوزیت‌های رایج تقویت‌شده با کربید سیلیسیوم و آلومینا
بهتر است.
در این پژوهش پودرهای کامپوزیتی نانوساختار به کمک روش آلیاژسازی مکانیکی با
درصدهای مختلف(۱۰، ۵، ۵/۲ و صفر درصد وزنی) تولید و با روش پرس سرد و زینترینگ،
متراکم ‌شدند و تغییر در ویژگی‌های پودر آسیاب‌شده، رفتار پودر در حین متراکم‌سازی
با پرس تک‌محور سرد و زینترپذیری پودر کامپوزیتی مورد بررسی قرار گرفتند.
به‌منظور سنتز پودر کامپوزیتی، پودرهای خالص آلومینیوم و نیترید آلومینیوم تا مدت
زمان ۲۵ ساعت به‌وسیله آسیاب ماهواره‌ای آسیاب ‌شدند. نکته بدیع در این مرحله،
استفاده از پودرهای آلومینیومی با شکل اولیه پولکی بود. تغییرات میکروساختاری پودر
در سراسر فرایند آسیاب، با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی و تغییرات ساختاری
به‌وسیله پراش پرتو X، میکروسکوپ الکترونی عبوری و آنالیز تعیین ابعاد، بررسی
‌شدند، همچنین میکروسختی پودرهای آسیاب‌شده در سراسر مراحل آسیاب اندازه‌گیری شد.

نتایج نشان داد که در اثر آسیاب، پودر فلسی‌شکل اولیه با دانه‌هایی در ابعاد حدود
۳۵۰ نانومتر، به پودر هم‌محور با دانه‌هایی در ابعاد زیر صد نانومتر(متناسب با به
میزان تقویت‌کننده) تبدیل می‌شود. همچنین در نهایت ذراتی با ابعاد ریزتر، توزیع
همگن‌تر و سختی بیشتر به دست آمدند که این از نشانه‌های برتری روش آلیاژسازی
مکانیکی نسبت به روش‌های مخلوط‌سازی در متالورژی پودر است.
از آنجایی که رفتار متراکم‌سازی پودر همواره مورد توجه محققان رشته‌های مواد،
داروسازی، صنایع غذایی و. . . بوده‌است، رفتار تراکم‌پذیری پودر به کمک معادلات
ریاضی Heckel و Panelli-Ambrosio Filho که ارتباط میان فشار پرس و چگالی را بیان می‌کنند،
بررسی و نشان داده شد که بهترین سازگاری از جای‌گذاری نتایج، زمانی حاصل می‌شود که
معادله Heckel با قید اصلاحی در آن، مورد استفاده قرار گیرد. این قید شامل در
نظرگرفتن اثر فشار پرس بوده و نشان می‌دهد که استحکام تسلیم پودر پرس‌شده، برابر
است با استحکام پودر آزاد به علاوه عبارتی وابسته به فشار پرس. این مسأله موجب
ایجاد انحنا در منحنی‌های مربوط به این معادلات و جای‌گذاری بهتر داده‌ها می‌گردد؛
حال آنکه در معادلات پیشین، همواره خطی با شیب ثابت برای همه مراحل و فشارهای
مختلف(مرحله اول: بازآرایی و مرحله دوم: تغییر شکل پلاستیک) ارائه می‌شده‌است.
برای بررسی رفتار زینترپذیری پودرهای کامپوزیتی، قرص‌هایی به روش پرس و زینتر تهیه
‌شدند. به کمک نتایج SEM، XRD، میکروسختی و چگالی‌سنجی، اثر زمان زینترینگ و عملیات
گاززدایی از پودر، به ترتیب روی ریزساختار، اندازه دانه‌ها، سختی و دانسیته قرص‌ها،
بررسی‌های لازم صورت گرفت.
نتایج این پژوهش تاکنون به‌صورت دو مقاله ISI منتشر شده وسه مقاله ISI نیز در دست
داوری است.