بررسی خصوصیات مکانیکی، الکتریکی و ریز ساختار مس تولید شده به روش اکستروژن در کانال های هم مقطع زاویه دار

در این تحقیق، مس خالص تجاری به وسیله ی فرآیند اکستروژن در کانال های هم مقطع زاویه دار (ecap) طی هشت مرحله در دمای محیط تحت تغییر شکل پلاستیک شدید قرار گرفت. تاثیر تغییر شکل پلاستیک شدید بر ریز ساختار، خواص مکانیکی، هدایت الکتریکی و سایش الکتریکی مس خالص بررسی شد. بعلاوه، تاثیر کرنش اعمالی بر خواص مکانیکی مس اکسترود شده در هر مرحله نیز مطالعه گردید. نتایج حاصل از بررسی ریز ساختار ماده توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی نشان دادند که ساختار کریستالی ماده به طور قابل ملاحظه ای تغییر شکل یافته و پس از 4 تا 8 مرحله فرآیند ecap طیف گسترده ای از دانه های بسیار ریز در محدوده ی نانو و چند صد ناومتر دیده می شوند. خواص مکانیکی پس از هر مرحله انجام فرآیند ecap توسط آزمون سختی و فشار در دمای محیط اندازه گیری و تغییرات آنها گزارش شده است. با شکل گیری دانه های بسیار ریز (در حدود چند صد نانومتر) درون ساختار کریستالی مس خالص استحکام آن به میزان قابل ملاحظه ای افزایش یافته در حالی که هدایت الکتریکی آن به واسطه ایجاد مرزدانه های بسیار زیاد اندکی کاهش می یابد. از این رو، با استفاده از فرآیند ecap می توان به مس خالص بسیار ریز دانه با قابلیت استحکام و هدایت الکتریکی بالا دست یافت. علاوه براین نیز با کاهش کرنش اعمالی به میزان 25 درصد در هر مرحله از فرآیند ecap می توان به استحکام های بالاتر در مس خالص تجاری دست یافت. مقاومت در برابر سایش الکتریکی مس خالص تجاری توسط فرآیند الکتریکی- حرارتی تخلیه ی الکتریکی تعیین شد.