تولید کامپوزیت های زمینه فلزی تقویت شده با نانولوله های کربنی توسط یک روش جدید

 Metal matrix composites reinforced with carbon nanotubes by an alternative technique

چکیده

کامپوزیت زمینه فلزی در کاربردهایی که نیاز به مقاومت ویژه به حرارت وجود دارد، همچون صنایع هوایی و فضایی بسیار مورد استقبال است. این دسته کامپوزیت ها توسط ذرات و یا فیبرهای تقویت کننده همچون شیشه، سرامیک و فیبرهای کربنی طراحی و تقویت می شوند. اخیرا نیز روشی به اسم روش ساندویچی sandwich technique برای تولید کامپوزیت های زمینه فلزی تقویت شده با نانولوله های کربنی CNT ابداع شده است. این روش کامپوزیت هایی تشکیل شده از زمینه فلزی و لایه­ هایی از نانولوله کربنی چند دیواره MWCNTs که به یکدیگر پیوند شده اند را تولید می کند. در این زمینه، فصل مشترک بین ذره و زمینه و همچنین درجه توزیع ذرات تقویت کننده نیاز به بررسی بیشتری دارند. در این مقاله، بررسی ها بر روی تقویت یک ورق منیزیمی توسط MWCNT و به روش ساندویچی انجام می شود. از میکروسکوپ الکترونی روبشی گسیل میدانی Field emission برای تایید اینکه آیا روش قابلیت تولید کامپوزیت هایی با توزیع مناسب MWCNT در زمینه را بدون هیچ گونه تخریبی دارد استفاده شده است. خواص مکانیکی نیز توسط تست کشش و نانوسختی سنجیده شده است و مشخص شد که استحکام نهایی و استحکام تسلیم، مدول الاستیک و سختی نسبت به یک زمینه تقویت نشده افزایش پیدا کرده است.

جهت دانلود ترجمه تخصصی و فارسی این مقاله می توانید وجه آنرا پرداخت نموده و بلافاصله دریافت نمایید.

ABSTRACT

The metal matrix composites (MMCs) have been used in several applications where high specific resistance and temperature are required for some uses in the aerospace and aeronautic industry. In general, these composites are manufactured using as reinforcing material particles or some fibers like glass, ceramic and carbon fibers. Recently a new manufacturing process for the production of MMCs reinforced with carbon nanotubes, known as sandwich technique has been proposed. This technique produces materials comprised of a metallic matrix and banded structured-layers of multiwall carbon nanotubes (MWCNTs). However, among other issues, the matrix-reinforcement interface and the reinforcement dispersion degree are still open questions. The present study has been aimed on the reinforcement of magnesium sheets with MWCNTs by the sandwich technique. Field emission scanning electron microscopy was used to demonstrate that the method is capable of producing a good dispersion of the MWCNTs with no evidence of damage. The mechanical properties were measured by tensile and nanoindentation tests; yield and ultimate strengths, elastic modulus and hardness were increased with respect to the unreinforced material.