|
محققان دانشکده‌ی مهندسی مکانیک پردیس دانشکده‌های فنی دانشگاه تهران،
نانوکامپوزیتی با پایه‌ی مس را به روشی جدید سنتز کردند.
مهندس پرویز اسدی، دانشجوی دکتری رشته‌ی مکانیک ساخت و تولید، در گفتگو با بخش خبری
سایت ستاد ویژه‌ی توسعه‌ی فناوری نانو گفت: «در این پژوهش با استفاده از فراوری
اغتشاشی اصطکاکی، پودر کاربید سیلیکون در ابعاد میکرو و نانو به مس اضافه شد تا
سختی و مقاومت به سایش سطحی آن تقویت شود. همچنین اثر اندازه پودر تقویت‌کننده و
درصد حجمی پودر اضافه شده بر اندازه‌ی دانه، سختی، خواص کششی و سایشی مس مورد بررسی
قرار گرفت».
وی افزود: «وجود نرمی بیش از حد، سختی و مقاومت به سایش پایین مس خالص، کاربردهای
سازه‌ای آن را محدود کرده‌است. با توجه به نیاز شدید صنایع به موادی با استحکام
بالا، مقاومت به سایش بالا و رسانایی بالا، تولید نانوکامپوزیت‌های پایه مس مورد
توجه فراوانی قرار گرفته‌است».
مهندس اسدی در مورد روش به کار گرفته در این پژوهش گفت: «تهیه‌ی این نانوکامپوزیت
به روش سنتی و نیز با روش‌هایی نظیر سینترینگ، ریخته‌گری کوبشی و غیره نیز
امکان‌پذیر است ولی روش ما یک رویکرد سطحی/حجمی در تهیه‌ی کامپوزیت‌های زمینه فلزی
است که می‌تواند در بخش‌های خاصی از قطعه یا در کل سطح آن مورد استفاده قرار گیرد».
در این روش جدید که اساس کار آن جوشکاری اغتشاشی اصطکاکی است، سطح ورق آلیاژی شیار
زده شده و در داخل شیار، پودر تقویت‌کننده قرار می‌گیرد. با داخل شدن ابزار دورانی
شامل پین و شانه و تماس بین شانه و قطعه‌ی کار، گرمای لازم برای خمیری شدن آلیاژ
تولید می‌شود. سپس ابزار با حرکت پیشروی (به همراه دوران) در ناحیه‌ی تحت فرایند،
اغتشاش ایجاد کرده و پودر تقویتی را در زمینه‌ی فلز توزیع می‌کند. بدین ترتیب
نانوکامپوزیت سطحی ایجاد می‌شود که دارای خواص و قابلیت‌های مورد نظر است.
پژوهشگر طرح در مورد نتایج این روش، چنین اظهار کرد: «با این روش می‌توان با تغییر
پارامترهایی نظیر تعداد پاس فرایند، هندسه‌ی ابزار و همچنین جنس، مقدار و اندازه‌ی
پودر تقویتی، کامپوزیت‌هایی با خواص مختلف تولید کرد. با این روش بسته به جنس ماده،
پایه‌ی سختی و استحکام می‌تواند تا سه برابر و مقاومت به سایش تا ده برابر افزایش
یابد. همچنین بسته به کاربرد ماده، می‌توان خواصی نظیر نیمه‌هادی بودن یا سایر خواص
فیزیکی را هم به ماده‌ی مورد نظر داد».
وی مزایای تولید نانوکامپوزیت‌ها با این روش را این‌گونه عنوان کرد: «از مزایای این
روش آن است که در قسمت‌های خاص و مورد نیاز از قطعه، می‌توان نانوکامپوزیت سطحی
برای تأمین خواص مورد نیاز آن کاربرد ویژه، ایجاد کرد و لازم نیست کل قطعه از یک
جنس باشد. همچنین از مزایای دیگر این روش، می‌توان به استفاده از انرژی و زمان کم
برای تولید نانوکامپوزیت، حذف تخصص و مهارت اپراتور، سهولت انجام فرایند، تجهیزات
ساده، کم‌هزینه و سازگار با محیط زیست اشاره کرد».
این نانوکامپوزیت به‌طور گسترده در صنعت هوافضا و صنعت الکترونیک کاربرد دارد.
مهندس اسدی در پایان گفتگو ابراز داشت: «با توجه به اینکه کارهای مشابه ولی در
انواع دیگر، در کشورهای اروپایی و آمریکا در حال تجاری شدن است، صنعتی کردن این کار
هم در کوتاه مدت امکان‌پذیر است».
جزئیات این پژوهش -که با همکاری دکتر محمدکاظم بشارتی گیوی-دانشیار دانشگاه تهران و
مهندس محسن برموز-دانشجوی کارشناسی ارشد دانشگاه تهران انجام شده‌است- در
مجله‌یMaterials Science and Engineering A (جلد ۵۲۸، صفحات ۱۷۴۹-۱۷۴۰، سال ۲۰۱۱)
منتشر شده‌است.
|
