عنوان مقاله :
ارزيابي خواص مكانيكي و الكتريكي نانوكامپوزيت‌هاي چندلايه آلومينيوم- مس- نانولوله كربني توليدشده با فرآيند نورد تجمعي پيوندي
عنوان به زبان ديگر :
Evaluation of Mechanical and Electrical Properties of Al/Cu/ Carbon Nanotubes Multilyer Nanocomposites Manufactured by Accumulative Roll Bonding (ARB)
پديد آورندگان :
رستم‌نژادچراتي، علي‌اكبر دانشگاه سمنان - پرديس علوم و فناوري‌هاي نوين - دانشكده نانوفناوري، سمنان , عبدوس، حسن دانشگاه سمنان - پرديس علوم و فناوري‌هاي نوين - دانشكده نانوفناوري، سمنان , برهاني، احسان دانشگاه سمنان - پرديس علوم و فناوري‌هاي نوين - دانشكده نانوفناوري، سمنان , ناصري، مجيد دانشگاه شهيد چمران - دانشكده مهندسي - گروه مهندسي و علم مواد، اهواز
كليدواژه :
نورد تجمعي پيوندي , نانوكامپوزيت , آلومينيوم , نانولوله‌هاي كربني , خواص مكانيكي , هدايت الكتريكي
چكيده فارسي :
در مقاله حاضر نانوكامپوزيت‌هاي چندلايه با استفاده از ورق‌هاي آلومينيوم- مس (با دو ضخامت 0/1 و 0/3ميلي‌متر) و نانولوله‌هاي كربني از طريق فرآيند نورد تجمعي تهيه شدند. فرآيند نورد تجمعي براي توليد نمونه‌هاي نانوكامپوزيتي تا پنج سيكل ادامه يافت. سپس آزمون‌هاي بررسي ساختار، سختي، كشش و اندازه‌گيري هدايت الكتريكي به منظور ارزيابي خصوصيات نمونه‌ها انجام پذيرفت. گلويي‌شدن و شكست دو سازوكار مهم در ارتباط با نحوه توزيع فلز مس در زمينه آلومينيم حين نورد تشخيص داده شدند. همچنين افزايش تعداد پاس‌ها ضمن بهبود پيوند لايه‌ها موجب از هم‌پاشيدن خوشه‌هاي نانولوله‌هاي‌كربني و بهبود توزيع آنها در ساختار مي‌شود. نتايج نشان مي‌دهند كه مقدار سختي آلومينيوم با افزايش ضخامت لايه مس براي كامپوزيت بدون نانولوله‌كربني و نانوكامپوزيت محتوي نانولوله‌كربني به ترتيب حدود 30 و 32% به ازاي اعمال پنج پاس، افزايش يافته است. بيشترين ميزان سختي، معادل 147ويكرز، متعلق به نمونه حاوي نانولوله‌كربني و تهيه‌شده از ورق مس با ضخامت 0/3ميلي‌متر و پس از اعمال پنج پاس نورد است (446% افزايش در مقايسه با آلومينيم). نتايج آزمون استحكام‌سنجي تاثير ضخامت لايه مسي و نانولوله‌هاي كربني را در افزايش استحكام تا پاس چهارم تاييد مي‌كند. بيشترين استحكام و تغيير طول تا شكست مربوط به نمونه نانوكامپوزيت چندلايه آلومينيم- مس- نانولوله‌كربني در پاس چهارم است. همچنين نتايج آزمون‌ها مشخص مي‌سازد كه افزودن مس و نانولوله‌هاي كربني به طور همزمان مي‌تواند موجب افزايش استحكام و هدايت الكتريكي كامپوزيت‌هاي مورد مطالعه شود.
چكيده لاتين :
In the present study, multilayer nanocomposites fabricated by accumulative roll bonding (ARB)
process. Aluminum sheets, copper sheets (with 0.1 and 0.3mm thickness) and multiwall carbon
nanotubes (MWCNTs) were used as experimental materials. The rolling process continued
to five cycles. Then, microstructure, hardness, tensile strength and electrical conductivity
of nanocomposites were investigated. Necking and fracturing recognized as mechanisms
of copper layers distribution in the aluminum matrix. The bonding strength between layers
increased with the number of cycles due to the improvement of MWCNTs distribution. The
results show that the hardness of aluminum increased with increasing copper layer thickness
and these increases were about 30 and 32% for composites without nano reinforcements and
nanocomposites contain MWCNTs, respectively. The highest hardness (147HV), is related to the
sample containing carbon nanotubes and 0.3mm copper sheet, after five rolling cycles (446%
increase compared to aluminum sheets). The results confirm the positive effect of copper
and the MWCNTs on the improvement of strength. The highest strength and elongation is
observed in the aluminum-copper-MWCNTs nanocomposite after four cycles. The results also
indicated that the addition of copper and MWCNTs can simultaneously increase the strength
and electrical conductivity of the resulted composites.
عنوان نشريه :
مهندسي مكانيك مدرس
