ارزیابی خواص مکانیکی و الکتریکی نانوکامپوزیت‌های چندلایه آلومینیوم- مس- نانولوله کربنی تولیدشده با فرآیند نورد تجمعی پیوندی

Abstract

در مقاله حاضر نانوکامپوزیت‌های چندلایه با استفاده از ورق‌های آلومینیوم- مس (با دو ضخامت ۰/۱ و ۰/۳میلی‌متر) و نانولوله‌های کربنی از طریق فرآیند نورد تجمعی تهیه شدند. فرآیند نورد تجمعی برای تولید نمونه‌های نانوکامپوزیتی تا پنج سیکل ادامه یافت. سپس آزمون‌های بررسی ساختار، سختی، کشش و اندازه‌گیری هدایت الکتریکی به منظور ارزیابی خصوصیات نمونه‌ها انجام پذیرفت. گلویی‌شدن و شکست دو سازوکار مهم در ارتباط با نحوه توزیع فلز مس در زمینه آلومینیم حین نورد تشخیص داده شدند. همچنین افزایش تعداد پاس‌ها ضمن بهبود پیوند لایه‌ها موجب از هم‌پاشیدن خوشه‌های نانولوله‌های‌کربنی و بهبود توزیع آنها در ساختار می‌شود. نتایج نشان می‌دهند که مقدار سختی آلومینیوم با افزایش ضخامت لایه مس برای کامپوزیت بدون نانولوله‌کربنی و نانوکامپوزیت محتوی نانولوله‌کربنی به ترتیب حدود ۳۰ و ۳۲% به ازای اعمال پنج پاس، افزایش یافته است. بیشترین میزان سختی، معادل ۱۴۷ویکرز، متعلق به نمونه حاوی نانولوله‌کربنی و تهیه‌شده از ورق مس با ضخامت ۰/۳میلی‌متر و پس از اعمال پنج پاس نورد است (۴۴۶% افزایش در مقایسه با آلومینیم). نتایج آزمون استحکام‌سنجی تاثیر ضخامت لایه مسی و نانولوله‌های کربنی را در افزایش استحکام تا پاس چهارم تایید می‌کند. بیشترین استحکام و تغییر طول تا شکست مربوط به نمونه نانوکامپوزیت چندلایه آلومینیم- مس- نانولوله‌کربنی در پاس چهارم است. همچنین نتایج آزمون‌ها مشخص می‌سازد که افزودن مس و نانولوله‌های کربنی به طور همزمان می‌تواند موجب افزایش استحکام و هدایت الکتریکی کامپوزیت‌های مورد مطالعه شود.