ساخت کامپوزیت زمینه مسی تقویت شده با نانولوله های کربنی با استفاده از متالورژی پودر

کشف نانولوله های کربنی (cnts) و خواص فوق العاده آنها، پنجره ای جدید در زمینه مواد و نانوتکنولوژی باز کرده است. یکی از جاذبه های جهانی در استفاده از cntها، بکارگیری آنها در ساخت کامپوزیتها است. در تحقیق حاضر، نانوکامپوزیتهای مس تقویت شده با cnt، با درصدها و انواع مختلف cntهای چند دیواره اصلاح شده، ساخته و خواص مکانیکی و الکتریکی آنها بررسی شده است. در مرحله ی اول، خواص سطحی cntهای اولیه به دو صورت عامل دار و پوشش دار کردن الکترولس، اصلاح شد. در مرحله ی بعد با ترکیب امواج التراسونیک و آسیاب کاری مکانیکی، پودر کامپوزیتی مس و cnt آماده شد. لازم به ذکر است پارامترهای انتخابی آسیاب کاری، با طراحی آزمایش به روش تاگوچی بررسی و مناسب ترین حالت برای آسیاب نمونه ها انتخاب شد. در نهایت، نمونه ها با استفاده از دستگاه پرس گرم سینتر شدند. مشخصه یابی نمونه ها نشان داد افزایش زمان آسیابکاری منجر به بهبود خواص مکانیکی می شود، اما چگالی آسیب های وارد شده به cntها افزایش یافته که این امر خصوصاً برای خواص الکتریکی نامطلوب است. بررسی نتایج استفاده از نانولوله های عامل دار نشان داد عامل دار کردن و شدت گروه های عاملی تاثیر بسزایی در بهبود خواص مکانیکی نانوکامپوزیت دارد. به گونه ای که به ازای افزودن 1% وزنی cnt عامل دار، میکروسختی به ترتیب 116% و 58% نسبت به مس خالص اولیه و مس خالص آسیاب شده بهبود یافته است. با این حال، بهترین نتایج میکروسختی، با استفاده از cntهای پوشش داده شده به دست آمد. اضافه کردن 1% وزنی cnt پوشش داده شده، بهبود 150 درصدی میکروسختی نسبت به نمونه ساخته شده با مس خالص اولیه به وجود آورده است. شدت گروه های عاملی بر خواص الکتریکی نانوکامپوزیت نیز تاثیرگذار می باشد. برقراری تعادل بین شدت گروه های عاملی و تخریب cntها از مواردی است که باید در نظر گرفته شود. به علت حضور مقدار اکسیژن بیشتر در cntهای پوشش داده شده (که نقش اساسی در بهبود خواص مکانیکی نانوکامپوزیت است)، مقاومت الکتریکی نمونه های ساخته شده با cntهای پوشش دار بهبود نیافته است. نتایج این تحقیق نشان می دهد کلید اصلی برای رسیدن به خواص اصلاح شده، بهبود توامان واکنش سطحی cnt و مس و یکنواختی پخش می باشد.