بررسی اثر نانوصفحات گرافن و نانوتیوب کربن بر بهبود خواص مکانیکی نانوکامپوزیت زمینه آلومینیومی

کامپوزیت ها، از جمله مواد مهندسی هستند که به دلیل دارابودن خواص مهمی نظیر نسبت استحکام به وزن بالا، مقاومت به خوردگی و دامنه گسترده تغییر در خواص فیزیکی و مکانیکی، مورد توجه پژوهشگران قرار گرفته اند. از راه های بهبود و دستیابی به خواص برتر، اصلاح و بهینه سازی فرآیند تولید و توجه به استفاده از نانوذرات، به عنوان مقاوم ساز در این مواد، است. در همین راستا، روش ریخته گری گردابی به عنوان یکی از روش های توزیع ذرات مقاوم ساز در مذاب، در نظر گرفته شده و با توجه به خواص نانوذرات پایه کربنی، از سه درصد وزنی ۰.۰۱، ۰.۰۵ و ۰.۱ از نانوصفحات گرافن و نانو تیوب کربن به عنوان ذرات مقاوم ساز در آلیاژ اولیه A۳۵۶ استفاده شد. با چندین مرتبه سعی و خطا، مناسب ترین شرایط برای اضافه کردن مقاوم سازها به مذاب حاصل شد. این شرایط شامل سرعت چرخش همزن گرافیتی، RPM ۵۰۰ به مدت یک دقیقه به صورت متوالی و در دمای ۷۴۰ درجه سانتیگراد حاصل شد. آنالیز عنصری، فازی و بررسی های ریزساختاری، توزیع و ایجاد نانوذرات مقاوم ساز را در زمینه کامپوزیت تایید کرد. آزمون کشش، بهبود استحکام تسلیم، نهایی و شکست را نشان داد، به گونه ای که حداکثر افزایش استحکام و ازدیاد طول، با استفاده از ۰.۱ درصد وزنی گرافن، ۲۸% و ۲.۶% بوده است. هم چنین با استفاده از ۰.۱ درصد وزنی نانوتیوب کربن، سختی نانوکامپوزیت تا ۸۸.۴ ویکرز افزایش یافته که بهبود ۳۳% را نسبت آلیاژ بدون مقاوم ساز نشان می دهد. افزایش همزمان استحکام و کرنش از مهم ترین نتایج این پژوهش است.

Keywords:

گرافن , کامپوزیت , ریخته گری گردابی , همزن , نانوتیوب کربن