بررسی ریزساختار و خواص مکانیکی نانوکامپوزیت زمینه آلیاژ Cu-5Zn تقویت شده با نانولوله های کربنی

مهندسی متالورژی و مواد

مقاله 2، دوره 34، شماره 3 - شماره پیاپی 31، پاییز 1402، صفحه 17-28   

نوع مقاله: علمی و پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/jmme.2023.82283.1108

نویسنده

محمد علی پور^*

گروه مهندسی مواد، دانشکده مکانیک، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران

چکیده

بعد از کشف نانولوله‌های کربنی مشاهدات نشان داد که نانولوله‌های کربنی دارای خواص چند منظوره بوده و به عنوان یک ماده تقویت کننده برای نانوکامپوزیت‌های فلزی می‌توان از آنها استفاده کرد. در این تحقیق، نانولوله‌های کربنی چند جداره به عنوان تقویت کننده نانوکامپوزیت با زمینه آلیاژ Cu-5Zn استفاده شده است. نانولوله‌های کربنی در درصدهای 1- 25/0 به نانوکامپوزیت اضافه شد. برای پراکندگی خوب نانولوله‌های کربنی در زمینه، از امواج آلتراسونیک استفاده شد. برای ساخت نمونه‌های نانوکامپوزیت از پرس و فرایند تف­جوشی استفاده شد. با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی ریزساختار مورد مطالعه قرار گرفت. تأثیر نانولوله‌های کربنی بر روی خواص مکانیکی مانند میکروسختی و استحکام کششی نانوکامپوزیت مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان دادند که با افزودن نانولوله‌های کربنی خواص مکانیکی بهبود می‌یابد. مکانیزم پیشنهادی برای افزایش استحکام در نانوکامپوزیت‌های تقویت شده با نانولوله‌های کربنی مکانیزم پل‌زنی می‌باشد. میکروسختی نانوکامپوزیت‌ها با افزایش نانولوله‌های کربنی تا 75/0 درصد، به صورت خطی افزایش یافته و میزان افزایش سختی نانوکامپوزیت با فاز تقویت کننده نانولوله کربنی، 36 درصد بیشتر از آلیاژ پایه مس-روی به دست آمده است. استحکام کششی نانوکامپوزیت‌های مس با افزایش میزان تقویت کننده نانولوله‌های کربنی، MPa 289 به دست آمده که در مقایسه با آلیاژ پایه مس-روی با استحکام MPa 165 افزایش چشم‌گیری داشته است.

کلیدواژه‌ها

نانولوله های کربنی؛ مس؛ متالورژی پودر؛ خواص مکانیکی؛ نانوکامپوزیت

مراجع