سنتز آزمایشگاهی نانوکامپوزیت بسیار سخت در دانشگاه صنعتی اصفهان

محققان دانشگاه صنعتی اصفهان موفق به تولید نانوکامپوزیت روی- اکسید آلومینیوم
شدند. سختی این کامپوزیت ۱۰ برابر سختی روی بوده و در حدود ۴۵۰ ویکرز است. سختی
بالا کامپوزیت تولیدی، سبب کاربری فراوان آن در صنایع مختلف گردیده است.

این تحقیق با همکاری آقای دکتر فتح‌اله کریم‌زاده و دکتر محمدحسین عنایتی (اعضاء
هیئت علمی دانشکده مواد دانشگاه صنعتی اصفهان) و بخشی از آن در قالب پروژه
کارشناسی ارشد آقای مهندس مجید طاووسی انجام پذیرفته است. آقای دکتر کریم‌زاده
در گفتگو با بخش خبری سایت ستاد ویژه توسعه فناوری‌نانو اظهار داشتند: “فلز روی
فلزی نرم و انعطاف‌پذیر است که نقطه ذوب و استحکام پایینی دارد. اما به سبب
مقاومت بالا در برابر خوردگی، به‌‌عنوان پوشش و آب‌بند در صنایع مختلف بکار می‌رود.
برخلاف روی، آلومینا ماده‌ای سرامیکی و سخت است که انعطاف پذیری پایینی دارد.
نانوکامپوزیتی متشکل از این دو ماده می‌تواند مجموعه‌ای از خواص مشترک آنها را
به طور همزمان داشته باشد. بیشترین کاربرد این کامپوزیت در صنایع کاتالیستی است”.

ایشان در ادامه گفتگو و در تشریح نحوه انجام پروژه افزودند: “برای تولید این
کامپوزیت از فرآیند آسیاب کاری استفاده گردید. طی فرآیند آسیاب‌کاری، ۱۸ درصد
وزنی پودر آلومینیوم به همراه ۸۲ درصد وزنی اکسید روی، مطابق ترکیب
استوکیومتری، وارد محفظه آسیاب شد. پس از گذشت ۱۰ ساعت و انجام واکنش میان این
دو ماده، نانوذرات آلومینا تولید گردیدند. بدیهی است با انجام فرآیند
آسیاب‌کاری و انجام واکنش، در نهایت کامپوزیتی حاصل شد از زمینه روی به همراه
حدود ۲۲/۳۴ درصد وزنی (۴۹ درصد حجمی) فاز آلومینا. سادگی فرایند و قابلیت
استفاده از این فرایند در تولید صنعتی نانوذرات آلومینا از ویژگی‌های اصلی روش
مورد استفاده در تولید این کامپوزیت است. ذرات آلومینای تولیدی به دلیل
برخورداری از ساختار آمورف می‌تواند به عنوان کاتالیزور مناسبی در صنایع تصفیه
گاز مطرح شوند.

از دیگر کاربردهای روش به کار رفته در این تحقیق، تولید ذرات آلومینای نانومتری
است. با انحلال روی موجود در کامپوزیت تولیدی می‌توان آلومینای نانومتری تولید
نمود. در صورت حمایت صنایع، با سرمایه‌گذاری اندک امکان تولید نانوکامپوزیت
مورد نظر و نیز نانوذرات آلومینا با این روش وجود خواهد داشت”.

آقای دکتر کریم‌زاده در پایان از ستاد ویژه توسعه فناوری‌نانو و همکاری صمیمانه
سرکار خانم مهندس آگند که در اجرای پروژه نقش ارزنده‌ای داشتند، تشکر و قدر
دانی کردند.

جزئیات این کار تحقیقاتی
در مجله Materials Science and Engineering A (جلد
۴۸۶، صفحه ۴۵-۴۸، سال ۲۰۰۸) منتشر شده است.