این تحقیق به بررسی تاثیر فرایند زدن مکانیکی بر ساختار میکروسکوپی، نتایج متالوگرافی کمی، میکروسختی سنجی و نحوه توزیع عناصر شیمیایی می پردازد، بررسی ها نشان داد که هم زدن در حالت نیمه جامد منجر به شکستن بازوهای دندریتی و حصول ساختار میکروسکوپی غیر دندریتی با مورفولوژی گل رزی و یا تقریباً کروی برای فاز جامد اولیه a-al می گردد. هم زدن در کسرهای حجمی بیشتر فاز جامد اولیه، سبب دستیابی به ذرات جامد با اندازه متوسط بالاتر گردید. در هم زدن با سرعت های 150 و 300 دور بر دقیقه، فاکتور شکل با افزایش کسر فاز جامد اولیه کاهش یافت؛ ولی در هم زدن با سرعت های 450 و 600 دور بر دقیقه، افزایش کسر فاز جامد اولیه سبب شد که فاکتور شکل در ابتدا کاهش و با افزایش بیشتر کسر جامد اولیه، افزایش یابد. همچنین در هم زدن در کسرها 4/0 و 5/0 از فاز جامد اولیه، افزایش سرعت هم زدن، اندازه متوسط ذرات کاهش و فاکتور شکل افزایش یافت؛ ولی در شرایط هم زدن در کسرهای 2/0 و 3/0 از فاز جامد، با افزایش سرعت هم زدن، در ابتدا اندازه متوسط ذرات کاهش و فاکتور شکل افزایش یافته و با افزایش بیشتر سرعت هم زدن، اندازه متوسط ذرات افزایش و فاکتور شکل کاهش پیدا کرد. همچنین هم زدن مکانیکی در حالت نیمه جامد سبب توزیع یکنواخت عناصر شیمیایی و دستیابی به مقادیر تقریبا یکسان سختی در ذرات فاز جامد اولیه گردید.

بعد از کشف نانولوله های کربنی تحقیقات وسیعی درباره آن ها توسط فیزیک دانان، شیمی دانان و مهندسین مواد و الکترونیک و سایر محققین انجام شد و این دانشمندان روز به روز یافته ها و دانسته های خود را افزایش دادند. نانولوله های کربنی دارای ده ها پوسته متحدالمرکز و لانه زنبوری بوده و ساختمان لوله ای بی نظیری دارند و دارای نسبت طول به قطر زیادی می باشند. اندازه فیزیکی نانومتری، هدایت الکتریکی فوق العاده ، وزن مخصوص کم، خواص مکانیکی بی نظیر و غیره تمایل به استفاده از نانولوله های کربنی را در شاخه های مختلف علوم افزون می کند. کاربرد این مواد در نانوحسگرها، دیودهای یکسوساز، ترانزیتسورها، باطری های خورشیدی، اعضای بدن مانند رگ های اعصاب، بعنوان کاتالیزور در واکنش های شیمیایی بخصوص در صنایع نفت و گاز، ساخت کامپوزیت ها و غیره روز به روز گسترش می یابد . اما مهم ترین نکته در استفاده از این مواد حفظ خواص متنوع و استثنایی آن در شرایط کاربردی است. تحقیقات اخیر نشان داده است که شرایط سخت و تند فیزیکی، شیمیایی یا مکانیکی می تواند شکل ظاهری و خواص این مواد را تغییر دهد. از طرف دیگر نانولوله های کربنی بخاطر داشتن ساختمان مولکولی بسته و کامل خاصیت تر شوندگی و میل ترکیبی پایینی دارند به همین خاطر استفاده از آنها در صنایع مختلف محدودیت دارد. یکی از راههای رفع این نواقص لایه نشانی سطوح نانولوله های کربنی توسط مواد دیگر است که امکان استفاده از نانولوله ای کربنی را در شرایط کاربردی فراهم کرده، خواص ترشوندگی آن را ترمیم بخشیده و امکان پیوند میان این ملکول با سایر عناصر را در تولید کامپوزیت ها و غیره فراهم می کند. بخاطر شباهت خواص فیزیکی و مکانیکی فلزها با نانولوله های کربنی استفاده از مواد فلزی جهت لایه نشانی روی نانولوله ها متداول تر است. و در میان عناصر فلزی عنصر ti بعنوان موضوع پروژه بررسی شد. ابتدا نانولوله های کربنی تحت تاثیر محیط اسید قوی و التراسونیک و سوسپانسیون tio2 توسط همزن مخلوط شدند که پوشش از tio2 روی سطوح نانولوله های کربنی ایجاد شد و در انتها اکسید تیتانیم توسط راکتور احیا به ti تبدیل گردید. برای تشخیص ساختار و ترکیب نانولوله ها و تغییرات ایجاد شده در مراحل مختلف آزمایش از میکروسکوپ های الکترونی روبشی (sem) و عبوری (tem) طیف رامان و آزمایشهای tpr,ftir, xrd و edax استفاده شد.

آلیاژهای ریختگی پایه روی - آلومینیم ‏‎(za)‎‏ خصوصا 27 -za به علت دارا بودن صفات سایشی و فرسایشی، کاربردهای بسیار وسیع صنعتی خصوصا در ساخت و تولید بوش ها و یاتاقان ها دارند. افزایش دمای محیط سرویس دهی، سبب ناپایداری ساختاری و تغییرات ابعادی این آلیاژها می شود؛ بنابراین، محدودیت دمای کاربردی در مورد این آلیاژها وجود دارد. اگرچه می توان با افزودن عناصر آلیاژی و یا اعمال برخی سیکل های عملیات حرارتی، تا حدودی این مشکل را برطرف نمود، ولی به نظر می رسد که افزودن ذرات سرامیکی کارایی بهتری داشته باشد. در پژوهش حاضر هدف اصلی، تهیه کامپوزیت 27 - za با ذرات ‏‎sic‎‏ و ‏‎al2 o3‎‏ با روش ذوب و ریخته گری ‏‎(ll)‎‏ بوده است. بعد از تهیه کامپوزیت با نگرش به کاربرد صنعتی، برخی خواص، مانند ریزساختار، مقاومت به سایش و دانسیته این کامپوزیت مورد بررسی قرار گرفته است. در اولین گام و جهت ساخت کامپوزیت های زمینه فلزی تقویت شده با ذرات سرامیکی، فرایندهای تولید ‏‎ll‎‏ و ‏‎ss‎‏ توسط مدل های روغنی و آبی شبیه سازی گردیدند. پس از تعیین کلیه شاخص های این فرآیندهای تولید، در شبیه سازی، بهترین شرایط جهت ساخت این کامپوزیت ها بدست آمدند: همزن از نوع اول (‏‎t‎‏ شکل)، سرعت همزدن معادل ‏‎700rpm‎‏ و مکان همرن در محدوده سطح تا 65 درصد (3/2) کل ارتفاع مذاب. سپس با استفاده از دستگاه آنالیز حرارتی دامنه انجماد این آلیاژ مشخص گردید و این آلیاژ با روش های ریخته گری گردابی ‏‎(ll, sl, ss)‎‏ ریخته گری شد. با توجه به نتایج حاصل شده از این روش ریخته گری، روش ‏‎ll‎‏ جهت ساخت کامپوزیت های ‏‎za-27/sic‎‏ و ‏‎za-27/ al2o3‎‏ مورد استفاده قرار گرفت. با استفاده از میکروسکوپ نوری و میکروسکوپ الکترونی رویشی ‏‎(s.e.m)‎‏ ریز ساختار کامپوزیت ها مانند فصل مشترک ذره - زمینه و ریزساختار زمینه، مورد ارزیابی قرار گرفتند. نتایج حاصل، بیانگر توزیع یکنواخت ذرات (با تقریب اول) در زمینه و نیز عدم تولید فاز ثانویه در فصل مشترک ذره - زمینه بود. از طرفی دیگر، آزمایش مقاومت به سایش و اندازه گیری دانسیته نیز بر روی کامپوزیت های تولید شده و آلیاژ 27 -za صورت گرفت. در نهایت و با توجه به نتایج حاصل شده، می توان چنین استنتاج نمود که افزودن ذرات سرامیکی به آلیاژ ریختگی 27 -za با استفاده از روش تولید ‏‎ll‎‏، باعث ارتقا مقاومت به سایش و کاهش دانسیته آن می گردد.