بخشی از مقاله
چکیده
درتحقیق حاضر تولید نانوکامپوزیت NiAl-CNT با استفاده از فرآیند آلیاژسازی مکانیکی مورد بررسی قرارگرفت. مخلوط پودرنیکل وآلومینیم بااستفاده ازآسیاب گلوله ای سیاره ای آلیاژسازی مکانیکی شدو سپس نانولوله های کربنی اضافه شده و پودرحاصل تحت آسیاب کاری مجدد قرارگرفت. به منظور شناسایی فازهای موجود از پراش پرتو ایکس - XRD - استفاده شد. ریزساختار پودر ونحوه توزیع نانولوله هادرزمینه بااستفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی - - SEM بررسی شد. نتایج نشان داد که نانولوله های کربنی طی فرآیند آسیاب کاری وهم چنین دردمای بالا پایداری خودرا درزمینه بین فلزی حفظ کرده اند. نتایج بررسی ریزساختار نانوکامپوزیت، توزیع همگن نانولوله هارا درزمینه، همچنین بیرون کشیدن نانولوله ها و پل زدن آن ها رانشان داد.
مقدمه
ترکیبات بین فلزی منظم باهدف توسعه مواد نو برای کاربردهای دمای بالا بسیار موردتوجه قرار گرفته اند.[1-3] دراین میان، ترکیب NiAl به دلیل دانسیته کم، استحکام بالا، نقطه ذوب بالا، هدایت حرارتی بالا ومقاومت به اکسیداسیون خوب گزینه مناسبی برای کاربردهای دمای بالا مانند توربین های گازی ، سیستم های نیرو محرکه هواپیما و کاتالیست های سطحی است. با وجوداین، کاربرد آنها به دلیل چقرمگی کم دردمای محیط واستحکام کم دردماهای بالا محدود بوده است.[4] ازجمله روش ها برای غلبه براین محدودیت ها ریزدانه کردن5]و[6 و قراردادن فاز دوم7]و[8 است.
ویژگی های فیزیکی ومکانیکی برجسته نانولوله های کربنی - - CNTs آنها را به گزینه مناسبی برای بسیاری ازکاربرد ها ازجمله به عنوان تقویت کننده درمواد کامپوزیتی تبدیل ساخته است. دانسیته کم 1.3 g/cm3 - - ، مدول یانگ حدود1 Tpa، هدایت حرارتیwm-1k -1 6000 ، نانولوله های کربنی را یک فاز تقویت کننده ایده آل برای طراحی نانوکامپوزیت هایی با خواص منحصربه فرد ساخته است-10] .[9 تحقیقات بسیاری در زمینه مشخصه یابی کامپوزیت های زمینه فلزی تقویت شده با نانولوله کربنی صورت گرفته است.
[11 -15] این درحالی است که گزارش های محدودی درباره توسعه کامپوزیت های بین فلزی تقویت شده با نانولوله کربنی ارائه شده است.[16 - 17] هدف از این پژوهش، تولید نانوکامپوزیت زمینه NiAl تقویت شده با نانولوله کربنی با استفاده از فرآیند آلیاژسازی مکانیکی است. نحوه توزیع نانولوله ها درزمینه با استفاده ازمیکروسکوپ الکترونی عبوری ومشخصه یابی کامپوزیت ها با استفاده از آنالیز پراش پرتو ایکس مورد بررسی قرار گرفت.
مواد و روش تحقیق
پودر آلومینیم - با خلوص %99 < واندازه ذرات10 μm > - ، نیکل - با خلوص%90 < و اندازه ذرات - 20 m > ونانولوله کربنی چند جداره - MWCNT - دراین تحقیق مورد استفاده قرار گرفت. برای ساخت زمینه کامپوزیت مخلوط پودرنیکل و آلومینیم با نسبت استوکیومتری 50:50 دریک آسیاب گلوله ای سیاره ای تحت گاز آرگون ودر دمای محیط آلیاژسازی مکانیکی شد. سرعت چرخش محفظه 450 rpm ونسبت وزنی گلوله به پودر 10:1 انتخاب شد.
نانولوله های کربنی در محیط الکلی توسط حمام فراصوتی - اولتراسونیک - پخش شد. پودر زمینه به دست آمده به نانولوله های کربنی افزوده وترکیب حاصل 0.5 - درصد وزنی نانولوله در ترکیب نهایی - به مدت 30 دقیقه درحمام فراصوتی یکنواخت شد. پس از خشک کردن، پودر کامپوزیت به دست آمده به مدت 5 ساعت با سرعت چرخش450 rpm و نسبت وزنی گلوله به پودر 10:10 آسیابکاری شد. به منظور بررسی پایداری نانولوله ها در دمای دما، پودرکامپوزیت نهایی در دمای 850°C به مدت نیم ساعت تحت عملیات حرارتی قرار گرفت. به منظور آنالیز فازی پودر ازپراش پرتو ایکس - XRD - استفاده شد. ریزساختار پودر با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی - SEM - بررسی گردید.
