ساخت آلياژ آلومينيوم سري 7068 تقويت شده با نانو لوله هاي كربني چند جداره به روش SPS

The fabrication of Aluminum alloy 7068 reinforced with multi-walled carbon nanotubes by the use of spark-plasma sintering

در سالهاي اخير توجه زيادي به نانو مواد، بخصوص نانو مواد يك بعدي (OD) شده است. يكي از مهمترين موادي كه در اين زمينه توجه محققان را به خود جلب كرده، نانو لوله‌هاي كربني مي باشد، كه به دليل داشتن همزمان خواص مكانيكي، فيزيكي و الكترونيكي مطلوب، يك ماده ي منحصر به فرد به شمار مي آيند. بنابراين تأثير خواص اين ماده به عنوان فاز تقويت كننده بر كامپوزيت هاي زمينه فلزي (MMC) دنياي جديد و فعالي را بر روي نانو تكنولوژي گشوده است، اما بدليل وجود مشكلاتي در دستيابي به توزيع يكنواخت نانو لوله هاي كربني در آلياژ پايه و عدم دستيابي به چگالي بالا در برخي از روش هاي متالوژي پودر جهت ساخت اين نوع كامپوزيت ها كار بر روي آنها نسبتا محدود شده است. لذا در پژوهش حاضر با استفاده از روش (SPS) كه يكي از روش هاي نوين تفجوشي پودرهاي فلزي است، كامپوزيت هاي زمينه آلومينيوم سري 7068 تقويت شده با نانو لوله‌هاي كربني چند جداره (MWCNTs) توليد شده است. به منظور توليد كامپوزيت هاي ذكر شده ابتدا پودر آلومنيوم سري 7068 خالص را به همراه افزودن درصد مشخصي از اتانول به عنوان ايستگاه كـنترل فرآيندي (PCA) با دو دسته از نانو لوله‌هاي كربني چند جداره داراي متوسط قطرهاي داخلي nm10 و nm65 با درصد هاي وزني مختلف (wt% 2-0) با استفاده از آسيابكاري سياره اي به مدت 24 ساعت با هم مخلوط كرده، سپس عمليات تفجوشي پودر مخلوط شده ي آلومينيوم - نانو لوله‌هاي كربني چند جداره (Al-MWCNTs) را با استفاده از دستگاه SPS با اعمال فشار تك محوري Mpa30 و جريان الكتريكي مستقيم پالسي با چگالي A/mm27 ، به مدت s450 در دماي ̊C 390 انجام شد. مشخصات نانو لوله‌هاي كربني استفاده شده در ساخت كامپوزيت هاي مورد نظر با استفاده از ميكروسكوپ الكتروني عبوري و همجنين ريز ساختار كامپوزيت ساخته شده و چگونگي توزيع نانو لوله‌هاي كربني با ميكروسكوپ الكتروني روبشي مطالعه گرديد. آناليز فازي نمونه‌ها با استفاده از الگوي پراش اشعه ايكس صورت گرفت. نتايج حاكي از آن است كه انتخاب پارامترهاي مناسب در زمان آسيابكاري پودر مواد باعث توزيع يكنواخت ذرات تقويت كننده در فاز زمينه مي شوند. و چگالي نسبي تمامي نمونه هاي با تقويت كننده نانو لوله كربني بيشتر از نمونه خالص آلياژ پايه آلومينيوم 7068 است، و نيز بيشترين چگالي بدست آمده برابر 26/ 97 درصد مقدار چگالي تئوري است. پس روش SPS، روش مناسبي براي ساخت كامپوزيت هاي مورد نظر است.