پژوهشگران دانشگاه سمنان با همکاری دانشگاه مالک اشتر روشی را برای تقویت نانو کامپوزیت‌های مورد نیاز صنایع الکترونیک، هوافضا و صنایع ریلی ارائه کردند.

به گزارش خبرگزاری مهر، یکی از مهمترین چالش‌ها در تولید نانوکامپوزیت‌های زمینه فلزی انتخاب مناسب‌ترین و در دسترس‌ترین روش به منظور تولید انبوه این مواد است. روش ریخته گری، تکنیکی پذیرفته شده است که با وجود معرفی سایر روش‌های تولیدی مشابه همچنان مورد توجه محققان است.

مهمترین چالش در ارتباط با این روش تولیدی مربوط به عدم ترشوندگی نانوذرات در مذاب فلزات (همچون آلومینیوم و منیزیم) و در نتیجه عدم الحاق نانوذرات به زمینه فلزی در حال انجماد است. نانو ذرات سرامیکی به دلیلی خصوصیات ابعادی و خواص فیزیکی خاصی آنها در حین انجماد کامپوزیت، از فصل مشترک جامد و مذاب پس زده می‌شوند و در ساختار جامد حبس (capture) نخواهند شد.

این عامل سبب می‌شود که درصد الحاق نانوذرات سرامیکی به زمینه فلزی یکسان نباشند. به عبارت دیگر مقدار نانو ذراتی که به نحو موثر در حین انجماد وارد زمینه کامپوزیت شده‌اند و نقش فاز تقویت‌کننده را ایفا می‌کنند کمتر از میزان مورد نظر در حین افزودن نانوذرات به مذاب است. در چنین حالتی نانوذرات به آخرین مواضع انجماد پس زده شده و پس از کلوخه شدن می‌توانند سبب افت خواص مکانیکی، همچون خواص کششی شوند.

در این زمینه محققان دانشگاه سمنان با همکاری دانشگاه مالک اشتر با انجام یک فرآیند آسیا کاری و تولید یک پودر هیبرید اولیه که شامل نانوذرات آلومینا و همچنین فلزات آلومینیوم و مس است، ترشوندگی ذرات آلومینا در مذاب آلومینیوم، درصد الحاق آن در فاز جامد و توزیع نانوذرات تأثیر را تحت تأثیر قرار دادند. همچنین با بررسی خواص سایشی و سختی نانوکامپوزیت‌ها به بررسی توزیع نانوذرات در زمینه فلزی پرداخته شده است.

برای این منظور ابتدا نانوذرات آلومینا به طور جداگانه با پودر فلزات آلومینیوم و مس آسیا شدند. در این ساختار پودر فلزات نقش یک هسته فلزی را ایفا می‌کنند که به‌ وسیله یک پوسته سرامیکی پوشانیده شد. به منظور ارزیابی تأثیر فرآیند آماده‌سازی پودرها بر نحوه توزیع ذرات در زمینه فلزی، ۳ نوع پودر نانوآلومینا، هیبرید نانوآلومینا – آلومینیوم و هیبرید نانوآلومینا - مس به مذاب در حین فرآیند ریخته‌گری افزوده شد.

نتایج نشان خواص سایشی نانوکامپوزیت‌ها در قیاس با فلز آلومینیوم تقویت نشده بهبود چشمگیری دارد.

صنایع خودروسازی، هوا و فضا، صنایع ریلی، کشتی‌سازی (مجموعه صنایع حمل و نقل) و صنایع نظامی به صورت مستقیم از این محصول کامپوزیتی بهره می‌برند هنچنین در صنایع الکترونیک، انتقال و تولید نیروی برق و بسیاری از صنایع که در آن فلزات سبک تقویت شده کاربردهای سازه‌ای دارند، نیز از این مواد پیشرفته استفاده می‌شود.