بررسی مقاومت الکتریکی در نانو کامپوزیت های زمینه فلزی

مدل های بسیاری برای تخمین مقاومت الکتریکی کامپوزیت های زمینه فلزی با ذرات و فیبرهای تقویت کننده ارائه شده است. همسان سازی خواص هدایت الکتریکی مواد مختلف از جمله کامپوزیت های زمینه فلزی مانند آلومینیوم، مس و نقره با داده های تئوری محاسبه شده بسیار مهم است. این خاصیت با افزایش کسر حجمی و کاهش اندازه ذرات افزایش می یابد. مناطق دارای تنش باقی مانده و نابجایی های تشکیل شده در اطراف این ذرات باعث افزایش مقاومت الکتریکی مواد میگردد. میزان تنش باقی مانده وابسته به نوع، سایز و شکل ذرات تقویت کننده و زمینه است. محاسبات تجربی تاثیر درصد عنصر آلیاژی، فاز تقویت کننده، تنش باقی مانده و نابجائیها را بر خواص الکتریکی نشان می دهد. تاثیر ابعاد ذرات در خواص کامپوزیت ها بسیار مهم است. کامپوزیت های بر پایه مس یکی از بهترین کاندیدها برای هدایت الکتریکی و استحکام بالا است. در این پژوهش نمونه آلیاژی مس‐ آلومینیوم با درصد وزنی 0/37 و 2، 1 و 3 آلومینیوم تهیه شد و نمونه ها توسط روش اکسیداسیون داخلی در دمای 950 سانتی گراد به مدت 10 ساعت در اتمسفر اکسیدی کنترل شده قرار گرفت تا نانوکامپوزیت مس با ذرات تقویت کننده آلومینا تشکیل گردد. در ادامه مقاومت الکتریکی نمونه های آلیاژی و کامپوزیتی در درصدهای مختلف آلیاژی و فاز تقویت کننده اندازه گیری شد و تاثیر این عوامل بر روی مقاومت الکتریکی بررسی شد. مدل تئوری برای محاسبه مقاومت الکتریکی کامپوزیت های تقویت شده با ذرات کروی نیز برای مقایسه کیفی داده های تئوری و عملی ارائه شد. افزایش تنش باقی مانده و نابجایی های موجود تشکیل شده در حین فرآیند ساخت باعث افزایش مقاومت نمونه ها می گردد. با افزایش درصد فاز تقویت کننده در نمونه های کامپوزیتی و افزایش عنصر حل شونده در نمونه های آلیاژی مقاومت الکتریکی افزایش می یابد. در مقایسه نمونه های کامپوزیتی دارای مقاومت الکتریکی کمتری نسبت به نمونه های آلیاژی می باشند.

Keywords:

کامپوزیت زمینه فلزی , نانو کامپوزیت پایه مس , اکسیداسیون داخلی , آلومینا , مقاومت الکتریکی