تولید فوم‌های آلومینیومی مقاوم به ضربه در دانشگاه سمنان
محققان دانشگاه سمنان موفق به تولید آزمایشی فوم‌های نانوکامپوزیت آلومینیومی شدند که قابلیت ضربه‌گیری آنها به کمک فناوری نانو بهبود داده شده است. این فوم‌ها در صنایع خودرو و تجهیزات الکترونیک که در معرض بارهای دینامیکی قرار دارند مورد استفاده قرار می‌گیرند.
بشر مدت‌های طولانی در صدد ایجاد خلل و فرج دلخواه درون مواد فلزی بوده است؛ اما امروزه با پیدایش کاربردهای گسترده در این زمینه، تهیه و تولید این مواد به صورت تخصصی توسط محققان دنبال می‌شود. در دهه اخیر یک دسته از فلزات سلولی با نام فوم فلزی با خواص مکانیکی، حرارتی، الکتریکی و صوتی جدید مطرح شده‌اند و جذابیت بسیاری یافته‌اند. فوم فلزی به سبب استحکام، سبکی، خاصیت جاذب انرژی ضربه یا صوت، ضریب انتقال بالا و حتی روغن‌کاری خودکار قطعات کاربرد فراوانی در صنایع پیشرفته دارد. آلومینیم شاید اولین و اصلی‌ترین ماده‌ای باشد که فوم آن ساخته شده است. فوم‌های آلومینیومی امروزه کاربرد بسیاری در صنایع مختلف از جمله اتومبیل و هوافضا دارد.
دکتر سید مهدی حسینی ضمن اشاره به نقش ساختار سلول‌ها و حفرات در تعیین کارایی و عملکرد فوم نهایی، در رابطه با اهداف دنبال شده در این طرح گفت: «در طرح حاضر با هدف افزایش کارایی فوم‌های آلومینیومی از نانوذرات سیلیسیم کاربید استفاده شده و این نانوذرات به صورت یکنواخت در زمینه فلزی به کمک یک فرآیند مکانیکی-حرارتی پراکنده شده است».
با اعمال نانوذرات سیلیسیم کاربید درون زمینه فلزی، نسبت استحکام به وزن قطعه نهایی به‌طور قابل توجهی افزایش می‌یابد که این موضوع کاهش مصرف فوم و متعاقب آن کاهش هزینه را در پی خواهد داشت.
وی خاطرنشان کرد: «فوم‌های فلزی دارای ساختار سلولی هستند. همانطور که پیش‌تر نیز اشاره شد، پارامترهای مربوط به این ساختار سلولی خواص مکانیکی قطعه نهایی را مستقیماً تحت تأثیر قرار می‌دهند. ماده اولیه فوم‌های تولید شده در طرح حاضر به وسیله فرایند پیوسته نورد و عملیات حرارتی تولید شده‌اند. در حین فرایند تولید فوم، یک سری جوانه حفرات درون قطعه تشکیل می‌شوند که این حفرات منشاء تولید ساختار سلولی نهایی هستند. همچنین میزان استحکام دیواره سلول‌ها نقش تعیین‌کننده‌ای در خواص مکانیکی نهایی فوم ایفا می‌کند. در این پژوهش تأثیر حضور نانوذرات سیلیسیم کاربید بر ساختار فوم آلومینیومی مورد بررسی قرار گرفته است».
حسینی روند انجام طرح را این گونه تشریح کرد: «پس از تولید ماده پیش‌ساخته فوم از طریق نورد پیوندی و عملیات پیوسته حرارتی، با انجام فرایند فوم‌سازی در کوره پیش گرم، محصول نانوکامپوزیتی تولید شده جهت ارزیابی‌های فیزیکی و مکانیکی تحت آزمون‌های نانوسختی سنجی، سقوط آزاد، فشار استاتیکی و خمش سه نقطه قرار گرفتند. همچنین به منظور ارزیابی قابلیت میرا کردن ارتعاشات دینامیکی از آزمون مودال محیطی استفاده شد. به علاوه، به منظور بررسی ساختار سلولی فوم تولید شده و توزیع نانوذرات سیلیسیم کاربید در زمینه آلومینیومی میکروسکوپ الکترونی روبشی مورد استفاده قرار گرفت».
حضور و توزیع یکنواخت نانوذرات سرامیکی سیلیسیم کاربید در دیواره سلول‌ها موجب حذف ترک‌ها در فوم‌های نانوکامپوزیتی نسبت به فوم‌های بدون حضور نانوذرات شده است. این موضوع موجب شده است تا خواص فشاری دینامیکی به میزان 48 درصد، انرژی جذب‌شده به میزان 35 درصد و خواص میراگری ارتعاش به میزان 77 درصد نسبت به فوم ساده آلومینیومی بهبود یابد.
این تحقیقات حاصل تلاش‌های دکتر سید مهدی حسینی، دانش‌آموخته مقطع دکترای دانشگاه سمنان و دکتر علی حبیب‌الله زاده، عضو هیأت علمی دانشگاه سمنان است.
انتهای پیام/
