بررسی تجربی خواص مکانیکی ورق‌های آلومینیومی تقویت شده با نانولوله کربنی ساخته شده به روش نورد تجمعی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشگاه صنعتی امیرکبیر

2 دانشگاه صنعتی امیر کبیر، ایران، تهران

چکیده

در این تحقیق، کامپوزیت زمینه آلومینیومی تقویت شده با نانولوله کربنی با استفاده از فرآیند نورد تجمعی بدست آمده است. از فرآیند نورد تجمعی بعنوان یکی از روش های تغییرشکل پلاستیک شدید به دلیل خواص مکانیکی و ریزساختاری خوب نمونه های تولیدشده، برای تقویت ورق های آلومینیومی با استفاده از نانولوله های کربنی استفاده شده است. به منظور ارزیابی خواص مکانیکی کامپوزیت ساخته شده از آزمایش کشش تک محوری استاندارد استفاده شده، بدین منظور، ابتدا استحکام کششی نهایی ورق های ساخته شده با روش نورد تجمعی با ورق تک لایه و سپس ورق های تقویت شده با نانولوله کربنی مقایسه شده است. تغییرات ریزساختاری کامپوزیت حین چرخه های مختلف نورد توسط میکروسکوپ نوری مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان می دهد که افزودن (5/0-5/1) درصد وزنی نانولوله کربنی در ورق های کامپوزیت باعث افزایش استحکام کششی نهایی آنها شده ولی افزودن بیش از 5/1 درصد وزنی نانولوله کربنی باعث کاهش استحکام کششی نهایی ورق های کامپوزیت می گردد. علاوه بر آن، کامپوزیت زمینه فلزی تولیدشده بوسیله نوردتجمعی تا 7 چرخه، توزیع یکنواخت و پیوند قوی بین ذرات و زمینه را نشان می دهد. همچنین هنگامی که تعداد چرخه ها افزایش می یابد، استحکام کششی نهایی کامپوزیت نیز افزایش می یابد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Experimental investigation of the mechanical properties of aluminum sheets reinforced by carbon nanotubes utilizing accumulative roll bonding process

نویسندگان [English]

  • Mohammadreza Morovvati 1
  • Bijan Mollaei-Dariani 2
1 Mechanical Engineering, Amirkabir University of Technology
2 Mechanical Engineering, Amirkabir University of Technology, Iran, Tehran
چکیده [English]

In this study, aluminum sheets reinforced by carbon nanotubes were fabricated using the Accumulative Roll Bonding (ARB) method. The ARB process was chosen among the severe plastic deformation methods to strengthen metal sheets using carbon nanotubes owing to the enhanced microstructure and mechanical properties of final products. In order to evaluate the mechanical properties of the specimens, tensile tests were carried out and the strength of sheets made by ARB method was compared to single-layer pure aluminum and reinforced composite sheets. Microstructural changes of composite sheets were studied by optical microscopy after each cycle of rolling process. The results showed that spreading of (0. 5 to 1.5) wt% of CNTs increased the ultimate strength of the composite sheets while by aggregating the CNTs more than 1.5 wt% a decreasing trend of the ultimate strength was observed. Furthermore, the composites fabricated from 7 cycle of rolling process had a homogeneous distribution of particles and strong bonding between particles and matrix without having any porosity. Also it was found that the tensile strength of composite sheets also increased as the number of cycles increased.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Severe plastic deformation
  • Accumulative roll bonding
  • Carbon nano tube
  • Microstructure