مشخصه یابی نانوکامپوزیت سطحی آلومینیوم-نانولوله های کربنی تولید شده به روش اصطکاکی اغتشاشی

در این پژوهش نانولوله های کربنی (cnt) در زمینه ی آلومینیوم1200 (aa 1200) با استفاده از فرآیند اصطکاکی اغتشاشی(fsp) توزیع و خصوصیات کامپوزیت ایجاد شده مورد مطالعه قرار گرفت. بدین منظور درصدهای حجمی مختلف نانولوله های کربنی در محلول pva با کمک امواج اولتراسونیک پخش شده و درون شیاری روی سطح آلومینیوم قرار داده شد. سپس با استفاده از فرآیند fsp نانوذرات cnt در زمینه پخش شد. سرعت چرخشی و پیشروی به ترتیب rpm1600 و mm/min 25 انتخاب شدند. بار دیگر با انتخاب vol.%10 cnt به عنوان مقدار بهینه، و سرعت های چرخشی و پیشروی rpm1200 و mm/min 20 نمونه ها مورد 1، 2، 3 و 4 پاس fsp قرار گرفتند. ابزار مورد استفاده در هر دو آزمایش پین استوانه ای رزوه شده با شانه به قطر mm15 و پین به ارتفاع و قطر 3 و 5 میلیمتر می باشد. نمونه های متالوگرافی در مقطع عمود بر راستای fsp برش زده شد و توسط عملیات الکتروپولیش وحکاکی با محلول keller آماده سازی گردید. مطالعات ریزساختاری به کمک میکروسکوپ نوری و میکروسکوپ الکترونی sem حاکی از اصلاح دانه بندی و توزیع نسبتا یکنواخت cnt در لایه ی سطحی بود. این مطالعات نشان داد که با افزایش مقدار cnt در کامپوزیت سطحی ایجاد شده، اندازه ی دانه در منطقه اغتشاش کاهش می یابد ( از ?m 5±30 در فلز پایه به ?m 2±11 در منطقه اغتشاش). افزایش 70درصدی سختی لایه ی fspشده نشان می دهد که دانه ها نسبت به فلز پایه کوچک تر شده و تکرار پاس های fsp منجر به توزیع یکنواخت cnt در زمینه شده است. آزمون خوردگی پتانسیودینامیک نشان داد که با افزایش درصد حجمی cnt، مقاومت به خوردگی کاهش می یابد درحالیکه با افزایش تکرار پاس ها مقاومت به خوردگی افزایش می یابد. بررسی رفتار سایشی دلالت بر بهبود قابل ملاحظه ی خواص سایشی نمونه های کامپوزیت سطحی شده با استفاده از نانوذرات cnt در مقایسه با al 1200 دارد.