تقویت شبکه آلومینیم 5083 با نانو تیوب کربن و ماتریکس دوگانه نانوتیوب کربن-نانو آلومینا توسط فرآیند اصطکاکی اغتشاشی

در تحقیق حاضر خواص مکانیکی و ریزساختار کامپوزیت دوگانه آلومینیومCNT/Al2O3/ که به کمک فرایند اغتشاشی اصطکاکی فرآوری شده است تحت بررسی قرار گرفته است. بررسی به کمک میکروسکوپ الکترونی ثابت کرد نانوتیوبهای کربن در نواحی مرزدانه ای پین میگردد. این در حالی بود که نانوذرات Al2O3 در نواحی مختلف شامل دروندانهای و مرزدانه ای حضور خواهند یافت. این مطلب که ذرات افزوده به زمینه، در نواحی مختلفی پین شده بودند منجر شد نمونه ها در آزمونهای مختلف، رفتار متفاوتی از خود بروز دهند. نتایج آزمون سختی سنجی و کشش ثابت کرد، به سبب حضور نانو تیوبهای کربن در نواحی مرزدانهای و جلوگیری از لغزش مرزدانه ها، تاثیر آنها در پین کردن نابجاییها و در نتیجه بهبود خواص بیشتر از ذرات Al2O3 است. در نمونه حاوی هر دو نوع پودر نیز به لحاظ افزایش غلظت فاز تقویت کننده، سختی به بالاترین حد خود رسید؛ لیکن به دلیل درصد وزنی نامناسب استحکام کاهش یافت. در مقابل، آزمون سایش خطی ثابت کرد بهترین مقاومت به سایش مربوط به نمونه ی حاوی ذرات Al2O3 است. این روند بهسبب ماهیت اکسیدی ذرات Al2O3 و سختی بالاتر آنها بود. بواسطه نیروی پین سایش تیوبهای کربن دچار خردایش شدند و فیلم کربن برروی سطح همانند یک روان کننده جامد عمل کرد و مانع از سایش مخرب برروی سطح شد. با افزایش غلظت ذرات تقویت کننده در کامپوزیت دوگانه، و جدا شدن این ذرات حین آزمون، نرخ سایش افزایش یافت و مکانیزم سایش از حالت سایش خراشان دو جسمی که در دو نمونه قبلی حاکم بود به سایش خراشان سه جسمی تبدیل شد. لذا میتوان گفت، نمونه ی حاصل از ترکیب دو ماده تقویت کننده بهسبب استحکام و مقاومت به سایش کمتر گزینه مناسبی نخواهد بود و بهترین خواص مربوط به نمونه تقویت شده با ذرات CNT است. زیرا خاصیت کششی و سختی بالاتری نسبت به دیگر نمونه ها داشته است.

کلیدواژه ها:

فرآیند اصطکاکی اغتشاشی ، آلومینیم 5083 ، خواص مکانیکی ، نانو تیوب کربن ، نانو آلومینا