|
پژوهشگران دانشگاه صنعتی اصفهان به کمک روشی نوین و با استفاده از
نانوکامپوزیت‌ها توانستند، خواص سایشی پرکاربردترین آلیاژهای آلومینیوم را بهبود
بخشند.
مهندس بابک زحمتکش، کارشناس ارشد مهندسی مواد، در گفتگو با بخش خبری سایت ستاد ویژه‌ی
توسعه‌ی فناوری نانو با بیان این مطلب که «آلیاژ Al2024 به‌عنوان یکی از
پرکاربردترین آلیاژهای آلومینیوم (به‌خصوص در صنایع هوایی) مطرح است و مانند سایر
آلیاژهای آلومینیوم، از خواص سایشی مطلوبی برخوردار نیست»، افزود: «موفق شدیم با
تولید نانوکامپوزیت سطحی بر روی این آلیاژ، خواص آن را بهبود دهیم».
محققان در این پژوهش، پس از انجام مطالعات مقدماتی، ابزار مناسبی را برای فرآیند
اصطکاکی اغتشاشی طراحی کرده‌اند، سپس به بهینه کردن پارامترهای فرآیند اصطکاکی
اغتشاشی پرداخته‌اند. ایشان پودر نانوکامپوزیتی Al-10%Al2O3 را هم به روش آلیاژسازی
مکانیکی تولید کرده و آن را به کمک فرایند پاشش حرارتی پلاسمایی، روی سطح فلز پایه
پوشانیده‌اند. سپس فرآیند اصطکاکی اغتشاشی را انجام داده و در نهایت به انجام آزمون
سایش و بررسی رفتار تریبولوژیکی نانوکامپوزیت سطحی تولید شده پرداخته‌اند.
گفتنی است که ترکیب فرآیند پاشش حرارتی پلاسمایی و فرآیند اصطکاکی اغتشاشی، که به‌عنوان
روشی نوین در این پژوهش به‌کار گرفته شده‌است، مشکلات ناشی از نشاندن ذرات تقویت‌کننده
در روش‌های قبلی را برطرف می‌کند. در روش‌های قبلی، مشکلاتی چون به‌هم چسبیدگی شدید،
عدم امکان گسترش ناحیه‌ی تقویت‌شده در سطح ورق، غیریکنواختی در ضخامت لایه‌ی تقویت‌شده،
ایجاد تخلخل و محدودیت در ضخامت لایه‌ی تقویت‌شده وجود داشت.
مهندس زحمتکش در مورد نتایج به‌دست آمده اظهار داشت: «نتایج نشان می‌دهد که ذرات
تقویت‌کننده به‌صورت یکنواخت در زیرلایه نفوذ کرده‌اند و میانگین ضخامت لایه‌ی
نانوکامپوزیتی ۶۰۰ میکرومتر است. همچنین مقاومت به سایش در نمونه‌ی نانوکامپوزیتی
نسبت به فلز پایه بسیار بالاتر است، به‌طوری‌که میزان کاهش وزن در پایان آزمون سایش
(۱۰۰۰ متر) برای فلز پایه ۳۷٫۷ میلی‌گرم و برای نمونه‌ی نانوکامپوزیتی تنها ۴ میلی‌گرم
است. نتایج آزمون ریزسختی‌سنجی، نیز حاکی از افزایش قابل ملاحظه در سختی ناحیه‌ی
نانوکامپوزیتی نسبت به فلز پایه است».
شایان ذکر است که علت بهبود رفتار سایشی نمونه‌ی نانوکامپوزیت سطحی نسبت به نمونه‌ی
فلز پایه، افزایش سختی در این نمونه، ارزیابی شده‌است. همچنین نتایج نشان داد که
افزودن ذرات تقویت‌کننده باعث تغییر در سازوکار غالب بر سایش این آلیاژ شده‌است.
این طرح با راهنمایی دکتر محمدحسین عنایتی و دکتر فتح ا.. کریم‌زاده در دانشگاه
صنعتی اصفهان انجام شده‌است، همچنین بخشی از پروژه در شهرک تحقیقاتی شیخ بهایی با
همکاری شرکت پودر افشان صورت گرفته‌است و نتایج آن در مجله‌ی Materials Science and
Engineering A (جلد۵۲۷ ، صفحات ۶۷۴۰-۶۷۳۴، سال۲۰۱۰) منتشر شده‌است.
مهندس زحمتکش تهیه‌ی مواد اولیه‌ی مناسب و قابل اعتماد، انجام آزمون سایش با دستگاه
دقیق که نتایج آن قابل استناد باشد، امکان بررسی ریزساختار با میکروسکوپ الکترونی
روبشی و نبودن دستگاه EBSD در داخل کشور (برای بررسی دقیق‌تر تغییرات ساختاری) را
از جمله دشواری‌های مراحل کارشان بیان کرد.
نتایج این پژوهش در صنایع مختلف مانند هوافضا، اتومبیل‌سازی، نظامی و تمام صنایعی
که با مباحث مهندسی سطح و رفتار سایشی آلیاژهای مختلف، به‌خصوص آلیاژهای آلومینیوم
در ارتباط هستند، کاربرد دارد.
|
