ساخت ورقهاي نانوكامپوزيت Al / CNTs با استفاده از فرآيند اتصال نوردي تجمعي ARB و بررسي خواص آنها

Evaluation of Al/CNT’s nanocomposites strips proportion produced by ARB process

كامپوزيت هاي Al/ CNT ' s با توجه به خواص منحصر بفرد مانند استحكام بالا، سفتي، سختي بالا و سبكي در صنايع هوا و فضا، خودروسازي، الكترونيك، ساخت ابزارهاي ريز و.... كاربردهاي فراواني دارند. در تحقيق حاضر براي اولين بار از روش اتصال نوردي تجمعي (ARB) جهت توليد نانوكامپوزيت هاي Al/ CNTs استفاده شده است. در اين روش 20 گرم از مخلوط يكنواخت پودر Al و CNT كه در درصدهاي وزني متفاوت بين 0/5 تا 4 فراهم شده است، طي دو مرحله ميان ورق هاي آلومينيومي ريخته مي شود. پس از انجام دو مرحله نورد، ساندويچ كامپوزيت Al / CNTs حاصل به دو نيم تقسيم شده و 4 پاس عمليات ARB با ٪50 كاهش سطح مقطع انجام مي شود. پس از هر پاس نورد، ورقهاي نانوكامپوزيت Al/ CNT ' s در دماي C° 350 به مدت 40 دقيقه آنيل مي شوند. سپس جهت تعيين خواص مكانيكي، آزمايش هاي كشش تك محوري و آزمايش ريز سختي سنجي و همچنين جهت تعيين خواص فيزيكي، آزمايش مقاومت الكتريكي بر روي ورق هاي نانو كامپوزيت Al/ CNTs صورت گرفته است. نتايج حاصل نشان دهنده آن است كه با افزايش درصد ميزان CNT تا ٪0/4 استحكام كششي و تسليم و همچنين سختي ورقها افزايش مي يابند و پس از آن با افزايش بيشتر درصد وزني CNT، كاهش ميابند و در درصد وزني 0/4 استحكام كششي ورق هاي نانو كامپوزيتي Al/ CNT ' s ، 2/6 برابر نسبت به آلومينيوم خالص افزايش نشان مي دهد. همچنين مقاومت الكتريكي ورق هاي Al/ CNTs به ميزان كمي كاهش يافته است.

Al/CNT’s composites are extensively used in aerospace industries, automobile, manufacturing industries, electronics, making diminutive tools, etc. owing to their unique properties, such as high strength, stiffness, high hardness and light weightiness. Generally, in order to produce such metal matrix compound materials, various methods are initiated, like powder metallurgy method, roll bonding method, and compound method including hot extrogen and plasma bow. In the present study, the accumulative roll bonding method (ARB) has been applied for the first time to fabricating Al/CNT’s nanocomposites. In this procedure, 20 grams of the homogenous mixture of al and CNT powders that are prepared in different weight percentage of between 0.5 and 4 is poured between aluminum strips during two steps. In the first step, 10 grams of the mixture of Al and CNT powders is effused in the middle of two aluminum strips, having been prefitted , and, then, the ready sandwich is rolled to 60%.the rolled Al/CNT composite is divided into two halves, and again 10 grams of the mixed powder of Al/CNT is decanted into the sandwich of the previous step; then, it will be rolled up to 60%.after conducting the two binding steps, the primed Al/CNT’s composite sandwich is divided into two halves, and four passes of ARB procedure will be carried out with 50% decrease of the section surface. After every pass of rolling the Al/CNT’s nanocomposite strips are annealed in the temperature of 350 C through 40 minutes. Immediately afterward, to determine the mechanical qualities, uniaxial elasticity tests and micro hardness testing are conducted, and the electric resistance is done on Al/CNT’s nanocomposite strips so as to ascertain the physical feature. The results show that with the increase in the amount of CNT up to 0.4%, the tensile strength, the yield strength in addition to the hardness of strip will escalate, and, after that, with more increase in the weight percentage of CNT, they will abate. In the weight percentage of 0.4%, the tensile strength of nanocomposite Al/CNT’s strips indicates 2.6 times increase in comparison with pure aluminum.