توليد نانوكامپوزيت هاي زمينه فلزي به روش ريخته گري گردابي: پيشرفت ها و چالش ها

Manufacturing of metal matrix composites via stir casting: Developments and Chalenges

امروزه نانوكامپوزيت هاي زمينه فلزي به دليل خواص فوق العاده اي چون سختي، نسبت استحكام به وزن و مدول بالا كاربردهاي گسترده اي در صنايع مختلف از جمله هوافضا و اتومبيل‌سازي يافته‌اند. اما هزينه بالاي توليد اين دسته از مواد يكي از مهمترين چالش هاي پيش روي اين صنايع است. روش ريخته گري گردابي به عنوان يكي از مقرون به صرفه‌ترين و ساده ترين روش هاي ساخت اين مواد شناخته مي‌شود. پيشرفت هاي اخير مانند كاربرد امواج مافوق صوت در روش ريخته گري گردابي و يا روش ريخته گري گردابي دو مرحله اي منجر به توليد نانوكامپوزيتهاي زمينه فلزي با خواص مكانيكي و تريبولوژيكي فوق العاده شده است. در مقاله حاضر پس از دسته بندي نانوكامپوزيت ها برحسب نوع تقويت كننده و جنس زمينه به بررسي انواع روش هاي ساخت آنها پرداخته شده و در بين روش هاي موجود فرآيند ريخته گري گردابي به دليل سادگي، انعطاف پذيري و در دسترس بودن به عنوان روشي مقرون به صرفه براي توليد نانوكامپوزيت هاي زمينه فلزي مورد بررسي قرار گرفته است. در انتها نيز تاثير تكنيك هاي جديد بر بهبود خواص نانوكامپوزيتهاي زمينه فلزي و چالش‌هاي مطرح ارزيابي شد.

Today, metal matrix nanocomposites are widely used in many industries, including aerospace and automotive, due to their extraordinary properties such as hardness, strength to weight ratio and high modulus. But the high cost of manufacturing is one of the major challenges. Stir casting is recognized as one of the most cost-effective and simplest ways to fabrication of these materials. Recent progresses, such as the use of ultrasonic waves in stir casting or two-step stir casting, have led to the production of metal matrix nanocomposites with enhanced mechanical and tribological properties. In this paper, after classifying nanocomposites according to the type of reinforcement and matrix, different manufacturing methods are investigated. Among the available methods, stir casting process because of its simplicity, flexibility and availability as a cost-effective process of production metal-based nanocomposites, have been studied in detail. Finally, the effect of new techniques on improving the properties of metallic nanocomposites and challenges were evaluated