ارزیابی ریزساختار و خواص تریبولوژیکی نانوکامپوزیت مس- زیرکونیا تولید شده به روش فرآوری اصطکاکی اغتشاشی

محورهای موضوعی : نانومواد

سامان قفائی ¹ (گروه مهندسی مکانیک، واحد شیراز، دانشگاه آزاد اسلامی، شیراز، ایران)
امین ربیعی‌زاده ² (باشگاه پژوهشگران جوان و نخبگان، واحد شیراز، دانشگاه آزاد اسلامی، شیراز، ایران)

تاریخ دریافت : 1396/12/12 تاریخ پذیرش : 1396/12/12 تاریخ انتشار : 1396/12/01

کلید واژه: ریزساختار, نانوکامپوزیت, فرآوری اصطکاکی اغتشاشی, دی‌اکسید زیرکونیم, خواص تریبولوژیکی,

چکیده مقاله :

در این پژوهش از یک ورق مس به ‌عنوان فلز پایه استفاده شده است که با افزودن نانوپودر سرامیکی ZrO2 به آن و استفاده از فرآوری اصطکاکی- اغتشاشی نانوکامپوزیت Cu/ZrO2 ایجاد شده است. پس ‌از‌آن خواص مکانیکی نانوکامپوزیت بوجود آمده بررسی و با فلز پایه مقایسه گردید. همچنین در بخشی دیگر از این پژوهش نمونه‌ای بدون استفاده از پودر ZrO2 با شرایط مشابه تهیه و خواص آن به منظور مقایسه با دیگر نمونه‌ها مورد بررسی قرار گرفت. نتایج حاصل از آزمون‌های سایش، ریزسختی و بررسی ریزساختار با استفاده از میکروسکوپ‌های نوری و الکترونی، حاکی از آن است که خواص سایشی و سختی بسیار مطلوبی نسبت به فلز پایه به دست آمده و ریزدانه کردن مس که از پیش مد نظر بوده کاملا بدست آمده است. در حالت چهارگذره فرآیند با نانوذرات، لایه کامپوزیتی فرآوری‌ شده از یکنواختی و همگنی بیشتری برخوردار است و دارای خواص مکانیکی بالاتری نسبت به فلز پایه و نمونه‌های بدون پودر است. بر اساس نتایج، بیشترین میزان سختی بدست‌آمده در حالت چهارگذره با پودر و در حدود 288 ویکرز بوده است که این مقدار در مقایسه با سختی فلز پایه که در حدود 80 ویکرز بوده است افزایش بیش از 5/3 برابری را نشان می‌دهد. کمترین میزان ضریب اصطکاک مربوط به نمونه چهارگذر فرآیند با نانوذرات و با مقدار 47/0 است که این مقدار نسبت به ضریب اصطکاک فلز پایه که در حدود 81/0 بوده است، بهبود چشمگیری در خواص سایشی نشان می‌دهد.