گامی برای پیشرفت صنایع هوایی کشور

 محققان دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی و دانشگاه صنعتی مالک اشتر شاهین‌شهر،
به شرایطی بهینه برای تولید نانوساختاری بر پایه‌ی ترکیب بین‌فلزی Ni₃Al (مورد
استفاده در ساخت تجهیزات هواپیمایی) دست یافتند.

مهندس مسعود نظریان سامانی، کارشناس ارشد دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی،
پژوهشی را در زمینه‌ی ترکیبی نانوساختار بر پایه‌ی ترکیب بین‌فلزی Ni₃Al انجام داده
‌است. ترکیب بین‌فلزی Ni₃Al از مدت‌ها پیش به‌عنوان فاز استحکام‌دهنده در
سوپرآلیاژهای پایه نیکلی سختی رسوبی‌شونده به‌کار می‌رود.

مهندس نظریان، در گفتگو با بخش خبری سایت ستاد ویژه‌ی توسعه‌ی فناوری نانو گفت: «این
پژوهش برخی از مهم‌ترین ابهامات مربوط به رفتار آلیاژهای پایه‌ Ni₃Al در دماهای
بالا را پاسخ داده ‌است. همچنین با توجه به اینکه عناصر کروم، مولیبدن و بور از مهم‌ترین
عناصر آلیاژی در آلیاژهای پایه Ni₃Al هستند، توضیحات جامعی هم در مورد نقش و رفتار
این عناصر در آلیاژ در حین فرایند چگالش ارایه شده ‌است».

برجسته‌ترین یافته‌ی این پژوهش، انتخاب روش چگالش پرس گرم به‌جای پرس سرد و
زینترینگ بوده که خواص منحصر به فردی را برای نمونه‌های تولید شده فراهم کرده ‌است،
زیرا اعمال هم‌زمان فشار و حرارت، مزایای زیادی برای فرایند چگالش به‌همراه می‌آورد.

آقای نظریان، نقطه‌ی عطف پژوهش خود را استفاده از عناصر آلیاژی در زمینه‌ی ترکیب
نانوساختار بین‌فلزی Ni₃Al و بررسی تغییرات فازی و حرارتی این آلیاژ در دماهای بالا
بیان کرده و ابراز داشت: «توانستیم؛ آلیاژی را با بهترین خواص فیزیکی و مکانیکی
برای استفاده در کاربردهای صنعتی مورد نیاز کشور تهیه کنیم».

وی در ادامه افزود: «در همه‌ی پژوهش‌های قبلی که در رابطه با ترکیب بین‌فلزی ‌Ni₃Al
انجام شده، ریزساختار این آلیاژ مورد توجه قرار گرفته و نکات متعددی در این زمینه
منتشر شده‌است. اما با توجه به اینکه این آلیاژ، ترکیبی با کاربرد دما بالاست، لازم
است؛ تحولات گوناگونی که در دماهای بالا اتفاق می‌افتند، نیز مورد بررسی قرار گرفته
و به‌طور کامل تحلیل شوند که این نکته در این پژوهش مدنظر قرار گرفته و می‌تواند به
توسعه‌ی این آلیاژ در مقیاس نیمه‌صنعتی و صنعتی کمک شایانی نماید».

در این تحقیق، ابتدا پودرهای عناصر Ni، Al، Cr، Mo و B با درصد خلوص بسیار بالا و
اندازه‌ی متوسط ذرات ۱۰ µm در یک آسیاب گلوله‌ای سیاره‌ای با یکدیگر مخلوط شده‌اند.
پس از انتخاب شرایط بهینه برای تولید پودرهای نانوکریستال در حین فرایند آلیاژسازی
مکانیکی، این محصول نانوکریستال تحت چهار فرایند مختلف چگالش قرار گرفته و
نمونه‌های بالک به‌دست‌آمده از هر فرایند بررسی شده و ریزساختار، خواص فیزیکی و
مکانیکی آنها به‌دست آمده‌است. همچنین تغییرات فازی و حرارتی این آلیاژ در دماهای
مختلف و تا نزدیک نقطه‌ی ذوب آلیاژ مورد ارزیابی قرار گرفته‌است.

آلیاژهای پایه Ni₃Al با توجه به خواص استحکامی بالا، مقاومت به اکسیداسیون و خوردگی
در دماهای بالا و دانسیته‌ی نسبتاً پایین در مقایسه با سوپرآلیاژهای پایه نیکل،
کاربردهای مختلفی در صنایع مختلف از جمله صنایع هوایی در ایران دارند.

این پژوهش با همکاری دکتر علیرضا کمالی و دکتر علی شکوه‌فر انجام شده و جزئیات آن
در مجلات Journal of Alloys and Compounds (شماره ۵۰۰، صفحات ۳۳-۳۰، سال ۲۰۱۰)،
Journal of Alloys and Compounds (شماره ۴۸۶، صفحات ۳۱۸-۳۱۵، سال ۲۰۰۹)، Journal of
Alloys and Compounds (شماره ۴۹۲، صفحات ۲۰۰-۱۹۶، سال ۲۰۱۰) وIndian Journal of
Engineering & Materials Sciences (شماره ۱۶، صفحات ۴۵۵-۴۴۹، سال ۲۰۰۹) منتشر
شده‌است.