بهبود خواص ریزسختی و کششی کامپوزیت لایه ای آلومینیوم تقویت شده با نانوصفحات گرافن به روش اتصال نورد تجمعی

در این پژوهش خواص مکانیکی نانوکامپوزیت آلومینیوم گرافن تولید شده به روش اتصال نورد تجمعی مورد بررسی قرار گرفت. برای این منظور ورق های آلومینیوم خالص تجاری پس از آماده سازی سطح با مقادیر مختلف اکسید گرافن کاهش یافته شامل ۰/۰۵، ۱ و ۲ درصد وزنی پوشش دهی شدند و سپس تحت ۴ پاس اتصال نورد تجمعی قرار گرفتند. به منظور کاهش تنش های پسماند و جلوگیری از ایجاد ترک در حین فرایند پس از پاس دوم عملیات حرارتی میانی انجام شد. ارزیابی خواص مکانیکی نمونه ها با استفاده از آزمون کشش و ریزسختی سنجی انجام گرفت. نتایج نشان داد که فرایند اتصال نورد تجمعی به تنهایی با ایجاد ریزدانگی در ساختار آلومینیوم موجب افزایش استحکام کششی تا ۱۷۸ مگاپاسکال و ریزسختی تا ۵۱ ویکرز شد. همچنین افزودن گرافن نقش موثری در بهبود بیشتر خواص مکانیکی ایفا کرد، به طوری که نمونه حاوی ۲ درصد وزنی گرافن بیشترین استحکام کششی برابر با ۲۱۳ مگاپاسکال را نشان داد. بهبود خواص مکانیکی در این نمونه به ریزدانگی، ساختار استحکام بخشی ناشی از حضور گرافن و توزیع مناسب آن در مرز لایه ها نسبت داده شد. بر این اساس، استفاده از اتصال نورد تجمعی همراه با مقدار بهینه گرافن روشی موثر برای تولید نانوکامپوزیت های آلومینیومی با خواص مکانیکی بهبودیافته به شمار می رود.

کلیدواژه ها:

کامپوزیت آلومینیوم ، گرافن ، اتصال نورد تجمعی ، استحکام ، مکانیکی ، پوشش دهی الکترواستاتیک