تولید و مشخصه بابی کامپوزیت زمینه آلومینیوم تقویت شده توسط نانو لوله های کربنی به روش ecap

روش ecap یکی از مورد توجه ترین روش ها برای چگالش پودرها می باشد. علت به این موضوع بر می گردد که در چگالش پودر به روش مکانیکی حضور کرنش های برشی اهمیت فراوانی دارد. در این پژوهش از فرایند پرس کردن در دو کانال هم مقطع زاویه دار (ecap) برای ساخت کامپوزیت آلومینیوم-نانولوله های کربنی استفاده گردید. نانو لوله های کربنی با استفاده از روش آسیاب کاری گلوله ای شافتی و آلتراسونیک به صورت یکنواخت و غیر آگلومره به میزان 2% حجمی در زمینه آلومینیوم توزیع شد. فرایندecap تا 8 پاس بر روی دو نمونه پودر آلومینیومی و کامپوزیت انجام شد. برای بررسی نحوه توزیع نانو لوله های کربنی در زمینه پودر آلومینیوم و همچنین بررسی میزان و اندازه خلل و فرج در نمونه ها از میکروسکوپ الکترونی روبشی استفاده شد. برای بررسی دقیق تر ریز ساختار ماده پس از انجام 8 پاس ecap بر روی نمونه کامپوزیتی از تصاویر میکروسکوب الکترونی عبوری استفاده شد. با استفاده از روش ارشمیدس تغییرات چگالی نسبی نمونه های آلومینیومی و کامپوزیتی در پاس های مختلف بدست آمد. برای بررسی خواص مکانیکی نمونه ها آزمون سختی ، فشار و سنبه برشی در پاس های مختلف انجام شد. سطح شکست نمونه های سنبه برشی توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی مورد بررسی قرار گرفت. شکست در نمونه های آلومینیوم به صورت ترد و در بعضی نقاط نرم و در نمونه کامپوزیتی به صورت کاملاً ترد اتفاق افتاد. الگوهای پراش پرتو ایکس مربوط به نمونه های آلومینیومی و کامپوزیتی درپاس های مختلف فرایند ecap توسط روش ریت-ولد به وسیله نرم افزار maud تحلیل شد. با استفاده از این نرم افزار اندازه دانه فرعی نمونه های آلومینیومی و کامپوزیتی، میکروکرنش و دانسیته نابجایی ها در پاس های مختلف فرایند، بدست آمد.در اثر انجام فرایند ecap بعد از هشت پاس در نمونه کامپوزیتی اندازه دانه به حدودnm 300 کاهش یافته و دانسیته نابجایی ها افزایش یافت. بررسی میکروسکوپ الکترون عبوری نشان داد که با افزایش تعداد پاس میزان حفره کم شده است و شکل حفره ها از حالت کشیده ( بیضی شکل با گوشه های تیز) در روش ecap به شکل کروی و ریز در می آید. با افزودن 2 درصدحجمی نانولوله ی کربنی، چگالی نسبی نمونه کامپوزیتی در پاس هشتم نسبت به نمونه آلومینیوم از 99% به 98% کاهش یافت. مقدار سختی از حدود hv68 برای نمونه آلومینیومی به hv82 در نمونه کامپوزیتی افزایش یافت. استحکام فشاری نانوکامپوزیت ها در 2 درصدحجمی نانولوله ها ی کربنی، در پاس هشتم به بیشینه ی خود یعنی mpa260 رسید که 20% بیشتر از نمونه آلومینیومی در پاس هشتم می باشد. میزان کاهش در سطح مفطع در نمونه آلومینیومی در پاس هشتم از 23% به 17% در نمونه کامپوزیتی کاهش یافت . همچنین، مقادیر مدول یانگ در این درصدحجمی از gpa74 برای نمونه آلومینیومی به gpa 94افزایش یافت. کلمات کلیدی: پرس کردن در دو کانال هم مقطع زاویه دار، نانولوله کربنی، آسیاب کاری گلوله ای شافتی، آلتراسونیک، استحکام فشاری، دانسیته نابجایی، مدول یانگ، کاهش در سطح مقطع