تولید و مشخصه یابی نانو کامپوزیت az91-cnt با وارد کردن پودرهای mg-ni-p-cnt به مذاب

توسعه کامپوزیت های منیزیم برای بهبود خواص این فلز سبک و گسترش استفاده از آن در صنایع حمل و نقل بسیار مورد توجه است. نانولوله های کربنی با ساختاری یکتا و مجموعه ای از خواص منحصر به فرد، به عنوان انتخابی مناسب برای تقویت کنندگی مواد کامپوزیتی مطرح می باشند. تمایل زیاد نانولوله های کربنی به خوشه ای شدن و ترشوندگی کم آنها توسط مذاب فلزات، به کارگیری آنها را با مشکل مواجه کرده است. در این پژوهش با کمک گرفتن از فرآیند پوشش دهی الکترولس نیکل- فسفر به عنوان مرحله ابتدایی و تعیین شرایط بهینه آن، پوششی کامپوزیتی با توزیع نسبتاً یکنواخت از نانولوله های کربنی بر روی پودر منیزیم ایجاد شد. به کار بردن پودر به عنوان سطح پوشش دهی به خاطر دارا بودن سطح بسیار زیاد، واکنش شدیدی ایجاد می کند که باعث از بین بردن حالت خوشه ای نانولوله ها می شود. سپس ذرات منیزیم که نانولوله ها به صورت یکنواخت بر آنها توزیع شده اند به عنوان تقویت کننده وارد مذاب az91 شده و کامپوزیت هایی با درصدهای متفاوت نانولوله کربنی به روش ریخته گری هم زدنی ایجاد شدند. برای مقایسه، نانولوله های کربنی به صورت توده ای نیز با درصدهای مشابه به مذاب اضافه شده و به روش مشابه از آنها کامپوزیت هایی تولید گردید. نتایج نشان داد که نانولوله های کربنی موجود در پوشش باعث ریز شدن ساختار ریختگی شدند در صورتیکه نانولوله های کربنی توده ای نقش زیادی در ریزدانه کردن دانه های آلیاژ بازی نکردند. همچنین به دلیل عدم توانایی کافی فرآیند تولید ذوبی برای از بین بردن توده های نانولوله کربنی، میزان تخلخل در کامپوزیت ها با حضور نانولوله های توده ای بیشتر بود که باعث کاهش خواص مکانیکی کامپوزیت گردید. یک درصد نانولوله کربنی با توزیع مناسب در پوشش، باعث افزایش 32 درصدی استحکام کششی، 16 درصدی مدول الاستیک، 23 درصدی تنش تسلیم، 36 درصدی سختی و 30 درصدی استحکام خمشی کامپوزیت نسبت به حالت غیر کامپوزیتی گردید. همچنین این تقویت کننده بر خلاف دیگر تقویت کننده های سنتی کاهش چقرمگی را به همراه نداشت اگرچه حالت شکست کامپوزیت همانند نمونه غیر کامپوزیتی ترد باقی ماند. نمونه دارای یک درصد نانولوله کربنی توده ای به دلیل حضور تخلخل بیشتر، عدم توزیع مناسب تقویت کننده، ترشوندگی کم با مذاب و حضور نداشتن فصل مشترک زمینه- تقویت کننده قوی از افزایش خواص مطلوب بی بهره ماند.