استفاده از فرايند پرس كردن در دو كانال هم مقطع زاويه دار (ECAP) جهت چگالش پودر كامپوزيت آلومينيوم- نانو لوله هاي كربني و بررسي خواص مكانيكي كامپوزيت توليد شده

Consolidation of 2 vol.% carbon nanotube reinforced Al matrix nanocomposites via equal channel angular pressing and study mechanical properties

در اين پژوهش شرايط ساخت و خواص فيزيكي و مكانيكي نانو كامپوزيت Al-CNT توليد شده به روش متالوژي پودر با استفاده از فرايند پرس كردن در دو كانال هم مقطع زاويه دار (ECAP) مورد مطالعه قرار گرفته است. شايد روش ECAP يكي از مورد توجه ترين روش ها براي چگالش پودرها باشد. علت به اين موضوع بر مي گردد كه در چگالش پودر به روش مكانيكي حضور كرنش هاي برشي اهميت فراواني دارد. در اين پژوهش ابتدا با استفاده از روش آسياب كاري گلوله اي شافتي و آلتراسونيك نانو لوله هاي كربني را در زمينه آلومينيوم توزيع كرده سپس پوردهاي را در لقمه هايي از جنس مس ريخته و در نهايت لقمه هاي حاصل تحت فرايند ECAP با زاويه قالب 120 درجه قرار گرفت. ECAP پودر در پاسهاي 1 و 2 و 4 و 8 و مسير A انجام شد. بررسي سختي و استحكام فشاري نمونه ها نشان داد كه در پاسهاي بالا سختي و استحكام فشاري افزايش پيدا مي كند كه دليل آن را ريز دانه تر شدن ساختار و رسيدن به دانسيته ظاهري مي توان عنوان كرد.

Carbon nanotubes (CNTs) have been considered as an ideal reinforcement to improve the mechanical performance of monolithic materials. . However, the CNT/metal nanocomposites have shown lower strength than expected. In this study, the CNT reinforced AL matrix nanocomposites were fabricated by ECAP. ECAP (equal channel angular pressing), the most promising method in SPD, was used for the CNT-Al powder consolidation. The powder ECAP processing with one, two, four and eight route C passes was conducted at room temperature. The effect of ECAP on consolidation behavior of powder, microstructure and mechanical properties of subsequent compacts in comparison to conventional direct extrusion (DE) is presented. It was found by mechanical testing of the consolidated 2 vol.% CNT-Al that high mechanical strength could be achieved effectively as a result of the Al matrix strengthening and improved particle bonding during ECAP. It is confirmed that the key issue to enhance the strength of CNT/metal nanocomposite is homogeneous distribution of CNTs.