سنتز نانو کامپوزیت های آلیاژ حافظه دار niti با اضافه کردن نانو ساختارهای کربنی

چکیده در این تحقیق با استفاده از آسیای سیاره ای، آلیاژسازی مکانیکی پودرهای نیکل و تیتانیوم تحت اتمسفر آرگون و در محیط هگزان انجام شد و سپس نانولوله های کربنی با درصدهای وزنی مختلف 5/0، 2و 5 جهت حصول نانوکامپوزیت niti/cnts به آلیاژ اضافه شد. متغیر های تحقیق شامل زمان آلیاژسازی پودرهای اولیه، دما و زمان سینترینگ بهینه سازی شد. زمان آلیاژسازی 60،40،20 و 80 ساعت بررسی شد. دمای سینترینگ ?900،1100،1200،1300 و زمان سینترینگ 2 و 5/0 ساعت بررسی شد. خواص خوردگی، حرارتی و ساختاری پودرها و قطعات کامپوزیتی با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی گسیل میدانی(fe-sem)، پراش اشعه ایکس(xrd)، آزمون سختی سنجی، آزمون طیف سنجی رامان، آزمون پتانسودینامیک و گرماسنجی افتراقی مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج آلیاژسازی مکانیکی پودر عناصر نیکل و تیتانیوم نشان داد بهترین زمان برای آلیاژسازی 80 ساعت می باشد. اندازه ذرات پودری پس از 40 ساعت آلیاژسازی تا 68 نانومتر و اندازه دانه ها تا 33 نانومتر کاهش یافت. نتایج میکروسکوپ نوری، سختی سنجی و درصد تخلخل های نمونه ها نشان داد مناسب ترین دما برای عملیات سینترینگ پودرهای نیکل و تیتانیوم آلیاژسازی شده و فشرده شده برابر ?1300و زمان بهینه سینترینگ برابر 30 دقیقه می باشد. در ساخت نانوکامپوزیت niti/cnts نتایج میکروسکوپ نوری نشان داد میزان تخلخل در نمونه حاویwt%cnts 5/0 کمترین مقدار را دارد. نتایج xrd نشان داد فازهای بین فلزی ti2ni و ni3ti نیز حین سینترینگ ایجاد می شوند. نتایج سختی سنجی نشان داد سختی ویکرز نانوکامپوزیت حاوی wt%cnts5/0 به 1100 افزایش می یابد. افزایش زمان آلیاژسازی مکانیکی از 5 به 30 ساعت در نمونه حاویwt%cnts 5/0 به دلیل تخریب cnts، باعث کاهش سختی ویکرز تا 850 می شود. نتایج طیف سنجی رامان نشان داد افزایش زمان آلیاژسازی جهت پخش کردن cnts تا 5 ساعت تغییر قابل توجهی در نسبت شدت پیک باند d به باند g (id/ig) ایجاد نکرده اما افزایش زمان آسیا از 5 ساعت به 30 ساعت موجب افزایش نسبت آن از 750/1 به 13 و تخریب شدید cnts می شود. آزمایش های الکتروشیمیایی نشان داد مقاومت به خوردگی نانوکامپوزیت با cnt5/0% بیشترین مقدار را دارد. بر طبق نتایج حاصل از آزمون pds در محلول رینگر پتانسیل خوردگی با افزایش نانولوله های کربنی آسیا شده به مدت 5 ساعت به دلیل کاهش سطح در تماس با محیط خورنده از 450- به 165- میلی ولت افزایش می یابد. همچنین نانوکامپوزیت حاوی wt%cnts5/0 کمترین مقدار دانسیته جریان برابر ?a/cm2967/1 و نانوکامپوزیت حاوی wt%cnts5 به دلیل افزایش میزان تخلخل ها بیشترین این مقدار(µa/cm28/10) را دارد. نتایج آنالیز dsc نشان دهنده تغییر میزان هیستریزیس استحاله با افزایش درصد cnts از 39 به 29 درجه سانتی گراد است. به طور کلی مشخصه یابی پودرها و نمونه های سینتر شده نانوکامپوزیت niti/cntsنشان داد اضافه کردن 5/0 درصد نانولوله کربنی به زمینه نایتینول و آسیا کردن به مدت 5 ساعت بهترین خواص را نسبت به درصد های 0و 2 و 5 و زمان آلیاژسازی 30 ساعت ایجاد می کند.