استحكام بخشي آلومينيوم با استفاده از هيبريد گرافن-نيتريد بور

كارشناسي ارشد

با توجه به كاربردهاي گسترده كامپوزيت‌هاي آلومينومي در صنايع مختلف و ظهور نانوموادي چون گرافن و hBN با خواص منحصر به فرد، در اين تحقيق، كامپوزيت پايه آلومينيوم تقويت شده با هيبريد گرافن- hBN با درصدهاي مختلف تهيه شد و نمونه‌ها از نظر خواص مكانيكي مورد بررسي قرار گرفته‌اند. براي تهيه هيبريد گرافن- hBN ، ابتدا پودر نيتريد بور تجاري با قرار گيري در معرض امواج آلتراسونيك شديد، دچار لايه برداري و تبديل به نانومقياس شدند. سپس اين نانوذرات به همراه عامل احيايي هيدرازين هيدرات در مقادير مشخص، به سوسپانسيون اكسيد گرافن افزوده شدند تا تركيب مورد نظر فراهم شود. پس از خشك كردن محلول نهايي، مقادير متناظر از پودر هيبريد تهيه شده و پودر آلومينيوم در معرض آسياكاري به مدت 2 ساعت قرار گرفتند. پودر كامپوزيت نهايي با استفاده از روش تفجوشي جرقه پلاسمايي (SPS) در دماي C°550 و فشار MPa 50 به مدت 10 دقيقه تحت فشرده سازي قرار گرفت. نمونه‌هاي آزمون كشش با استفاده از برش نمونه¬هاي فشرده شده تهيه شدند. بدين ترتيب نمونه‌هاي كامپوزيت پايه آلومينيوم حاوي 1 درصد وزني گرافن- صفر درصد وزني hBN ، 95/0 درصد وزني گرافن- 05/0 درصد وزني hBN ، 9/0 درصد وزني گرافن- 1/0 درصد وزني hBN و 85/0 درصد وزني گرافن- 15/0 درصد وزني hBN تهيه و با نمونه آلومينيوم خالص مقايسه شدند. نتايج آزمون سختي سنجي نشان داد كه مقادير 1/48، 1/51، 2/56، 1/54، و HV 6/43 به ترتيب براي آلومينيوم و نمونه¬هاي 1 تا 4 بدست آمد. همچنين مشخص شد مقادير استحكام كششي نهايي براي اين نمونه¬ها به ترتيب 2/67، 1/102، 5/129، 7/123 و MPa 7/114 بودند. بر اساس نتايج آزمون‌هاي سختي سنجي و كشش مشخص شد نمونه2 داراي بالاترين استحكام كششي (93% بهبود نسبت به نمونه آلومينيوم و 27% بهبود نسبت به نمونه1) و سختي (17% بهبود نسبت به نسبت به نمونه آلومينيوم و 10% بهبود نسبت به نسبت به نمونه1) بوده است. همچنين، نمونه هاي ديگر (3 و 4) كه حاوي افزودني نيتريد بور بيشتري بودند، سختي و استحكام كمتري نسبت به نمونه2 نشان دادند كه اين امر به كلوخه اي شدن بيش از حد تقويت كننده در اين نمونه¬ها نسبت داده مي¬شود.

209508

دانشگاه علم و صنعت ايران

نانو فن آوري

ميثم جلالي