ساخت فوم سلول باز مسی و بررسی ریزساختار آن

الموضوعات : فصلنامه علمی - پژوهشی مواد نوین

مهسا شاهسون ¹ (کارشناس ارشد مهندسی مواد و متالورژی، دانشگاه صنعتی امیرکبیر)
سید محمد حسین میرباقری ² (دانشیار گروه مهندسی متالورژی، دانشگاه صنعتی امیرکبیر)

تاريخ الإرسال : 28 الإثنين , جمادى الثانية, 1438 تاريخ التأكيد : 22 الثلاثاء , شعبان, 1439 تاريخ الإصدار : 05 السبت , شعبان, 1439

الکلمات المفتاحية: اسفنج سلول باز پلیمری )پلی اورتان(, رسوب دهی الکتریکی, رسوب‌دهی الکترولس, فوم سلول باز مسی, سطح ویژه,

ملخص المقالة :

هدف از پژوهش حاضر، ارائه روش ساخت فوم­ سلول باز مسی با سطح ویژه بالا به روش شیمی تر است. از میان روش­های مختلف تولید فوم سلول باز فلزی، روش رسوب­دهی الکتریکی به دلیل تمیز و ارزان بودن نسبت به روش­های دیگر انتخاب شد. در این روش از اسفنج سلول باز پلیمری )پلی اورتان( به عنوان پیش‌ماده استفاده شد. سپس با انتخاب محلول­های شیمیایی مناسب طبق یک دانش فنی مشخص، ابتدا سطح فوم پلیمری فعال شده و سپس به کمک روش رسوب­دهی الکترولس، سطوح فعال شده پلیمر با یک لایه بسیار نازک از فلز مس پوشش گرفت. در مرحله نهایی با به‌کارگیری فرآیند رسوب­دهی الکتریکی، لایه نازک مسی حاصل از فرآیند الکترولس به ضخامتی که دارای حداقل استحکام لازمه است، افزایش داده شد. نتایج نشان می­دهد که در روش رسوب­دهی الکتریکی می­توان ضخامت 3-5 میکرونی مرحله الکترولس را به مقادیر 100-150 میکرون افزایش داد. نتایج میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) نشان می­دهد، ریزساختار پوشش حاصله به صورت گلوبولار است. همچنین با کنترل ضخامت رسوب مس در مرحله الکترولیز می­توان سطح ویژه فوم را افزایش داد. نتایج نشان می­دهد که زمان بهینه فرآیند الکترولس بین 5 تا 7 دقیقه و زمان الکترولیز یک ساعت است و فوم سلول باز مسی به دست آمده سبک بوده و سطح ویژه بالایی برای تبادل حرارت دارد.

المصادر:

1- M.F. Ashby, A.G. Evans, N.A. Fleck, L.J. Gibson, J.W. Hutchinson and H.N.G. Wadley, “Metal Foams: A Design Guide”, Butterworth-Heinemann,2000.

2- L.J. Gibson, M.F. Ashby, “Cellular Solids: Structure and Properties”, Butterworth-Heinemann, 2^ndedition, Cambridge University Press,1999.

3- W. Gui-xiang, L. Ning, H. Hui-li, Y. Yuan-chun, “Metal foams as Compact High performance heat exchangers”, Mechanics of Materials 35, 1161-1176, 2003.

4- P. Quadbeck, K. Kummel, R. Hauser, G. Standke, J. Adler, G. Stephani, “Open Cell Metal Foams”, Application Oriented Structure and Material Selection.

5- T. Qing-hua, G. Xue-yi, “Electroless Copper Plating on Microcellular Polyurethane Foam”,Trans. Nonferrous Met. Soc. China 20, 283-287, 2010.

 6- M. Schlesinger, M. Paunovic, “Modern Electroplating”, John Wiley & Sons, 5^th edition, 2010.

7- W. Gui-xiang, L. Ning, H. Hui-li, Y. Yuan-chun, “Process of Direct Copper Plating on ABS Plastics”, Applied Surface Science, Vol.  253, pp.480-484, 2006.

8- ASM Specialty Handbook: Copper and Copper Alloys J.R. Davis, editor, 2001.

9- K.L. Mittal, A.G. Evans, “Metalized Plastics 2: Fundamental and Applied Aspects”, Springer, Canada, 1991.

10- M. Paunovic, M. Schlesinger; “Fundamentals of Electrochemical Deposition”, Wiley, New York, 1998.

11- D.A. Radovsky, B.J. Ronkese, et al., “Method of Electroplating on a Dielectric Base”, US-patent: 3,099,608 7 (1963).

12 - مهسا شاه­سون "بررسی اثر پارامترهای موثر بر تولید فوم سلول باز مسی از محلول آبی بر ساختار متالورژیکی" پایان نامه کارشناسی، دانشکده مهندسی معدن و متالورژی، دانشگاه امیرکبیر تهران، 23 شهریور 95.

13- سید محمد حسین میرباقری، حسین سلطانی و حامد والی،"تعیین سیکل عملیات حرارتی پیرسازی فوم کامپوزیتی پایه آلومینیم  A356+4%wt.Cu و مقایسه خواص مکانیکی آن با فوم A356، مجله مواد نوین، دوره:6، شماره:21، پاییز1396، صفحه 37-52.