محققان هندی با افزودن نانولوله کربنی و پودر آهن به کامپوزیتهای ماتریکس فلزی موفق به بهبود خواص استحکامی آن شدند. بدون نانولوله کربنی، افزودن پودر آهن تأثیری روی خواص نهایی محصول ندارد.
تقویت کامپوزیت با افزودن نانولولهکربنی و پودر آهن
طی سالهای اخیر علاقه زیادی نسبت به کامپوزیتهای ماتریکس فلزی تقویت شده با نانولوله کربنی ایجاد شدهاست. این نانوکامپوزیتها میتوانند برای تولید قطعات سبک با استحکام بالا مورد استفاده قرار گیرند.
اخیراً یک گروه تحقیقاتی به رهبری ورماتا جیجابای از مؤسسه فناوری موتونگا در بمبئی روی استفاده از فرآیند تزریق پودر (PIM) برای تولید این نانوکامپوزیتها متمرکز شدهاند. این گروه درصدد اقدام برای بهبود محصولات نانوکامپوزیتی با افزودن پودر آهن به آن شدند؛ پودر آهن با استفاده از آسیاب ضایعات آهن بهدست آمده است.
افزودن پودر آهن، معمولاً نتیجه مناسبی روی این کامپوزیتها ندارد اما زمانی که به آن نانولوله کربنی نیز اضافه شود، خواص محصول نهایی افزایش قابل توجهی پیدا میکند.
این گروه تحقیقاتی نشان دادند که نانولولههای کربنی باید با درصدی بین ۱ تا ۶ درصد وزنی به پودر آهن اضافه شود. برای ساخت این نانوکامپوزیت، ابتدا کامپوزیت فلزی را با پودر آهن ترکیب کرده و بعد در دمای ۶۰ درجه سانتیگراد به آن واکس پارفین اضافه میکنند و در انتها نانولوله کربنی در دمای ۹۰ درجه سانتیگراد به آن افزوده میشود. برای تکمیل فرآیند به آن HDPE در دمای ۱۶۰ درجه سانتیگراد اضافه میشود.این گروه جدولی از نسبتهای مواد مختلف که میتوان به این نانوکامپوزیت اضافه کرد، تهیه کردهاند. در پایان کار، باید یک عملیات حرارتی ویژه روی این محصول انجام شود بهطوری که نانوکامپوزیت باید در دمای ۱۱۵۰ درجه سانتیگراد به مدت ۲ ساعت پخته شود. این کار برای ایجاد اتصال میان نانولوله کربنی و پودر آهن انجام میشود.
نتایج یافتههای محققان نشان میدهد که در این محصول تخلخلهایی دیده میشود. محققان این پروژه در حال کار روی این محصول هستند تا خواص آن را بهبود داده و استحکام آن را افزایش دهند. افزایش بیش از حد نانولوله کربنی موجب شکنندگی این محصول میشود. سختی این محصول بین ۵۵ تا ۸۷ HRB است.