عنوان
ساخت و مشخصه‌يابي كامپوزيت زمينه منيزيمي تقويت شده با نانوذرات كربني به روش درجا با دمش گاز دياكسيدكربن در مذاب
نويسنده اصلي
بني طبا، محمدرضا
محل تحصيل
اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان
رشته تحصيلي
مهندسي مواد
مقطع تحصيلي
كارشناسي ارشد
چكيده
كامپوزيت‌هاي تقويت‌شده با تقويت‌كننده‌هاي كربني از جمله انواع مهم كامپوزيت‌هاي زمينه فلزي هستند كه در آنها فاز تقويت‌كننده مي‌تواند به‌صورت‌هايي مانند ذرات گرافن، كربن فعال، گرافيت، فلورين يا نانو‌لوله‌هاي كربني باشد. يكي از انواع كامپوزيت‌هاي زمينه فلزي جديد با تقويت‌كننده كربني، موادي موسوم به مواد كوويتيك مي‌باشدكه در آنها كربن با اعمال فرايند‌هاي خاص الكتريكي يا دمش گاز دياكسيدكربن بر مذاب، به‌طور مستقيم از مذاب رسوب مي‌كند. كربن رسوب كرده در بهترين حالت به‌صورت گرافن يا نانو‌لوله‌هاي كربن بوده و پيوند قوي آن با اوربيتال‌هاي فلزي، زمينه را براي افزايش سختي، استحكام، هدايت الكتريكي و هدايت حرارتي فراهم مي‌كند. هدف از اين پژوهش، بررسي پارامترهاي موثر براي ساخت كامپوزيت كوويتيك منيزيم-گرافن با دمش گاز كربن‌دي‌اكسيد در مذاب منيزيم با دماي 720 درجه سانتي‌گراد و يافتن پارامتر¬هاي فرايندي براي سنتز كربن به صورت گرافن در مذاب منيزيم و سرباره آن است. به اين منظور از آلياژهاي منيزيم خالص تجاري با و بدون اضافه كردن كلسيم به مذاب استفاده شد. نتايج به دست آمده تشكيل گرافن در برخي از نمونه‌هاي ريخته شده و سرباره‌هاي آنها را نشان داد. ميزان گرافن تشكيل شده در اين نمونه‌ها با افزايش زمان دمش گاز كربن‌دي‌اكسيد افزايش يافت و بيشترين ميزان تشكيل گرافن در زمان دمش گاز كربن‌دي‌اكسيد برابر 750 ثانيه و در حضور كلسيم در مذاب منيزيم مشاهده شد. همچنين نتايج آزمون طيف‌سنجي رامان و آزمون ميكروسكوپي الكتروني روبشي نشر ميداني نشان‌دهنده حضور بيشتر گرافن در سرباره‌ها نسبت به شمش‌هاي ريختگي بود. به نظر مي‌رسد كه تفاوت‌هاي ساختاري، شيميايي و حرارتي بين سرباره‌ها و شمش‌ها مي‌تواند منجر به تشكيل بيشتر گرافن در سرباره‌ها شود. فرايند انجام شده باعث ريزتر شدن دانه‌ها و افزايش سختي شمش‌هاي ريختگي به‌خصوص در حضور كلسيم شد. اين يافته‌ها به افزايش تعداد هسته‌هاي جوانه‌زني، كاهش ناخالصي‌ها، تشكيل ذرات پراكنده گرافن، تشكيل فازهاي بين فلزي مانند Mg2Ca و استحكام بخشي محلولي در مذاب مرتبط دانسته شد. حضور كلسيم باعث نشكيل بهتر كربن در آلياژ به‌دليل تشكيل فازهاي اكسيدي و كاهش تشكيل لايه‌هاي محافظ پايدار مي‌شود.
شماره ركورد
232849
گرايش رشته تحصيلي
شناسايي و انتخاب مواد
دانشكده
مهندسي مواد
دانشگاه
دانشگاه صنعتي اصفهان