بررسي اثر نانوصفحات گرافن و نانوتيوب كربن بر بهبود خواص مكانيكي نانوكامپوزيت زمينه آلومينيومي

كامپوزيت‌ها، از جمله مواد مهندسي هستند كه به دليل دارابودن خواص مهمي نظير نسبت استحكام به وزن بالا، مقاومت به خوردگي و دامنه گسترده تغيير در خواص فيزيكي و مكانيكي، مورد توجه پژوهشگران قرار گرفته‌اند. از راه‌هاي بهبود و دستيابي به خواص برتر، اصلاح و بهينه‌سازي فرآيند توليد و توجه به استفاده از نانوذرات، به عنوان مقاوم‌ساز در اين مواد، است. در همين‌راستا، روش ريخته‌گري گردابي به عنوان يكي از روش‌هاي توزيع ذرات مقاوم‌ساز در مذاب، در نظر گرفته شده و با توجه به خواص نانوذرات پايه كربني، از سه درصد وزني 0.01، 0.05 و 0.1 از نانوصفحات گرافن و نانو تيوب كربن به عنوان ذرات مقاوم‌ساز در آلياژ اوليه A356 استفاده شد. با چندين مرتبه سعي و خطا، مناسب‌ترين شرايط براي اضافه كردن مقاوم‌سازها به مذاب حاصل شد. اين شرايط شامل سرعت چرخش همزن گرافيتي، RPM 500 به مدت يك دقيقه به صورت متوالي و در دماي 740 درجه سانتيگراد حاصل شد. آناليز عنصري، فازي و بررسي‌هاي ريزساختاري، توزيع و ايجاد نانوذرات مقاوم‌ساز را در زمينه كامپوزيت تاييد كرد. آزمون كشش، بهبود استحكام تسليم، نهايي و شكست را نشان داد، به گونه‌اي كه حداكثر افزايش استحكام و ازدياد طول، با استفاده از 0.1 درصد وزني گرافن، 28% و 2.6% بوده است. هم‌چنين با استفاده از 0.1 درصد وزني نانوتيوب كربن، سختي نانوكامپوزيت تا 88.4 ويكرز افزايش يافته كه بهبود 33% را نسبت آلياژ بدون مقاوم‌ساز نشان مي‌دهد. افزايش همزمان استحكام و كرنش از مهم‌ترين نتايج اين پژوهش است.