ساخت و بررسی نانوکامپوزیت مس-آلومینا

نانوکامپوزیت های مس-آلومینا به دلیل دارا بودن سختی و استحکام بالای مربوط به فاز آلومینا و همچنین هدایت الکتریکی مطلوب مربوط به فاز مس، در سال های اخیر به شدت مورد توجه قرار گرفته اند. افزودن فاز آلومینا به زمینه مس، تاثیر منفی روی خواص الکتریکی نانوکامپوزیت تولیدی دارد، اما باعث بهبود خواص مکانیکی آن می شود. با دست یابی به ترکیب بهینه ای از خواص الکتریکی و مکانیکی، می توان نانوکامپوزیت های مس-آلومینا را به عنوان الکترودهای جوشکاری نقطه ای و مقاومتی، اجزای ترمزهای اصطکاکی و سایر موارد مورد استفاده قرار داد. در این پژوهش، پودرهای نانوکامپوزیت مس-آلومینا به دو روش ترموشیمیایی و آلیاژسازی مکانیکی و با محتوای آلومینای 1، 3، 5 و 7 درصد وزنی سنتز شده و سپس عملیات پرس سرد و تف جوشی در شرایط مختلف، روی پودرها انجام پذیرفت. به منظور انتخاب درصد وزنی بهینه آلومینا، 4 درصد وزنی مختلف از این ماده مورد استفاده قرار گرفت. پس از تعیین درصد وزنی بهینه برای آلومینا، دو متغیر دما و زمان تف جوشی نیز با انتخاب دماها و زمان های مختلف بهینه سازی شدند. فرایند بهینه سازی براساس خواص نانوکامپوزیت شامل هدایت الکتریکی، سختی و چگالی انجام شد. پودرهای سنتز شده با درصدهای مختلف آلومینا با دستگاه پراش اشعه ایکس (xrd) مورد ارزیابی قرار گرفتند. بررسی های ریزساختاری نیز توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی (sem) انجام پذیرفت. با افزایش درصد آلومینا در نانوکامپوزیت، سختی افزایش یافته و هدایت الکتریکی کاهش پیدا کرد. نانوکامپوزیت حاوی 3 درصد وزنی آلومینا، بهترین نتایج مربوط به سختی و هدایت الکتریکی را از خود نشان داد. دما و زمان بهینه تف جوشی نیز به ترتیب برابر با °c 900 و 90 دقیقه بود. سختی و هدایت الکتریکی نمونه نانوکامپوزیتی حاوی 3 درصد وزنی آلومینا تولید شده به روش ترموشیمیایی، در این دما و زمان به ترتیب برابر با 85 برینل و iacs 7/64% بود. این مقادیر برای نانوکامپوزیت های تولید شده به روش مکانیکی برابر با 152 برینل و iacs 7/51% بود.