توليد نانو كامپوزيت Cu/Cr2O3 و بررسي خواص فيزيكي و مكانيكي آن

Fabrication of Cu/Cr2O3 Nanocomposite & Evaluation of its Physical and Mechanical Properties

كامپوزيت هاي پايه مس تقويت شده با ذرات اكسيد تيتانيم به سبب هدايت الكتريكي و گرمايي مناسب، استحكام در دماي بالا مناسب براي كنتاكت هاي الكتريكي است.در اين پژوهش اين كامپوزيت ها به روش آلياژ سازي مكانيكي و اكسيداسيون داخلي در سه درصد وزني مختلف تهيه زمينه مسي با ذرات تقويت كننده اكسيد تيتانيم شده است. به منظور تخمين زمان و نسبت گلوله به پودر بهينه در آلياژ سازي مكانيكي مخلوط پودرهاي Cu و Cr، و اطمينان از اكسيداسيون داخلي Cr پس از زينتر، آناليز الگوي پراش پرتو x نمونه هاي پودري و بررسي مورفولوژي ذرات با ميكروسكوپ الكتروني، بكار گرفته شد. با توجه به نتايج خواص فيزيكي كامپوزيت مانند چگالي و مقاومت الكتريكي ويژه پس از اكسيداسيون داخلي، نسبت به محلول Cu(Cr) تغيير ميكند. ضمنا خواص فيزيكي كامپوزيت با افزايش درصد ذرات تقويت كننده تغيير مي كند. بر اساس تست سايش Pin on Disk با افزايش مسافت لغزش، كاهش حجم نمونه زياد مي شود و با افزايش درصد ذرات تقويت كننده نرخ سايش ابتدا كاهش و سپس افزايش مي يابد. از تصاوير ميكروسكوپ الكتروني سطوح سايش بر مي آيد كه مكانيزم هاي غالب سايش، سايا، تورقي و اكسيداسيون است.

Copper base composite reinforced with Cr2O3, because of good electrical and thermal conductivity and strength in high temperature is suitable for contact materials. In this paper composites in three different weight percent of Cr were produced by mechanical alloying and internal oxidation. In order to estimate suitable time and ball to powder ratio of milling for mechanical alloying and to ensure of complete internal oxidation of Cr, SEM micrograph and XRD analyses were carried out. Properties such as density, specific electrical resistivity and hardness of nanocomposite specimens were improved in compare with Cu(Cr) solid solution. Physical properties of nano-composite were altered with the amount of reinforcement. Dry sliding wear test were carried out by using Pin on Disk equipment. As the sliding distance increased, volume loss of composites increased also as the amount of Cr2O3 increases, wear rate decreases. Wear mechanism of composites were investigated by using SEM micrograph of worn surfaces of specimens.As the sliding distance increased, the dominante mechanism is abrasive, delamination and oxidation respectively.