عنوان پایان‌نامه
سنتز نانو کامپوزیت Cu-Ni/CNT به روش آسیا کاری مکانیکی و بررسی مشخصات آن
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: TN 1248;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 72803;کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: TN 1248;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 72803
- تاریخ دفاع
- ۳۱ خرداد ۱۳۹۳
- دانشجو
- پریسا بخشایی
- استاد راهنما
- حسین عبدی زاده, ابوالقاسم عطائی
- چکیده
- امروزه مواد کامپوزیتی در صنایع مختلف کاربردهای گسترده ای یافته اند و به همین دلیل از جایگاه ویژه ای برخوردار هستند. در این پژوهش نانوکامپوزیت مس-نیکل/نانولوله ی کربنی به روش آلیاژسازی مکانیکی سنتز شد و برخی خواص فیزیکی و مکانیکی آن مورد بررسی قرار گرفت. بدین منظور در ابتدا به سنتز آلیاژ زمینه با ترکیب Cu50Ni50 پرداخته شد. بررسی ترکیب شیمیایی و مورفولوژی پودرهای آلیاژی با استفاده از آنالیزهای XRD و SEM نشان داد که آلیاژ همگن Cu50Ni50 با اندازه ذراتی حدوداً برابر با 30 نانومتر پس از 10 ساعت آسیاکاری تولید شده است. سپس به منظور تولید نانوکامپوزیت ها، نانولوله های کربنی در 5/0، 2 و 5 درصد وزنی، به آلیاژ Cu50Ni50 اضافه شدند و به منظور توزیع در زمینه به مدت 5 ساعت تحت فرآیند آسیاکاری قرار گرفتند. بررسی مشخصات نانوکامپوزیت های پودری با استفاده از آنالیز های XRD، SEM، VSM و روش 4Point Probe انجام شد. نتایج XRD نشان داد که حضور CNT منجر به کاهش اندازه کریستالیت ها شده است. به علاوه تصاویر SEM نیز نشان دادند که حضور و افزایش CNT منجر به کاهش چشمگیری در اندازه ذرات نانوکامپوزیت ها شده است. به علاوه نتایج آنالیز های 4Point Probe و VSM به ترتیب نشان دادند که که توزیع یکنواخت نانولوله های کربنی باعث کاهش مقاومت الکتریکی نمونه ها شده است و از طرف دیگر حضور نانولوله های کربنی در زمینه باعث کاهش مغناطش اشباع و افزایش وادارندگی نانوکامپوزیت ها شده است. بررسی میکروساختار نمونه-های بالک نشان داد که در اثر افزودن 5% وزنی CNT به زمینه، چگالی و سختی کامپوزیت توده ای تولید شده با استفاده از فرآیند پرس سرد و تف جوشی در مقایسه با نمونه ی آلیاژی، به ترتیب 5/21% و 9/142% افزایش یافته است. با بررسی توزیع نانولوله ها در نمونه ی حاوی 5% وزنی CNT مشخص شد که فرآیند آلیاژسازی مکانیکی در توزیع یکنواخت این مقدار از CNT موفق عمل کرده است. در این مرحله نمونه ی حاوی 5% وزنی CNT به عنوان نمونه ی بهینه از نظر خواص انتخاب شد و جهت بررسی خواص سایشی توسط فرآیند پرس گرم به بالک تبدیل شد. نتایج نشان داد که مقاومت به سایش نمونه ی کامپوزیتی در مقایسه با نمونه ی آلیاژی Cu50Ni50حدوداً 7/71% بهبود یافته است. کلمات کلیدی: نانوکامپوزیت، نانولوله ی کربنی، آلیاژ مس-نیکل، آلیاژسازی مکانیکی
- Abstract
- In this research, Cu-Ni/CNT nano-composite was synthesized via mechanical alloying and some of the physical and mechanical properties of the composite were investigated. At first, the synthesis of the Cu50-Ni50 based alloy was investigated. XRD and FESEM results of Cu-Ni sample showed that, the homogeneous Cu50-Ni50 alloy with a mean particle size of 30 nm was formed after 10h of milling. The Cu50-Ni50/CNT nanocomposites were synthesized by addition of 0.5, 2 and 5wt% of CNTs to the Cu50-Ni50 alloy and the mixture was subsequently ball-milled for 5 h. the microstructure, electrical and magnetic properties of nanocomposite powders were investigated by XRD, SEM, VSM and 4 Poin probe tests. The results showed that CNTs lead to decrease the particle size, electrical resistance and saturation magnetization and increase the coercivity of the nanocomposites. It was found that there is a 21.5% and 142.9% increase in density and macro hardness of the bulk sample by addition of 5 wt% CNTs. The micro hardness measurements showed that the distribution of carbon nanotubes in the nanocomposite with 5 wt% of CNTs is uniform. The results also showed 71.7% increase in wear resistance of the nanocomposite as compared with the alloy. Keywords: nanocomposite, carbon nanotube, Cu-Ni alloy, mechanical alloying
