بزرگنمايي:

سرزمين ايرانيان- کامپوزيت به موادي اطلاق مي‌شود که از دو يا چند جزء تشکيل شده باشند. کامپوزيت‌ها با هدف بهره‌گيري همزمان از خواص اجزاي تشکيل‌ دهنده آنها ساخته مي‌شوند. کامپوزيت‌ها معمولا داراي يک فاز زمينه و يک يا چند فاز پراکنده هستند. اين نوع مواد بر حسب نوع زمينه‌ آنها به چند گروه تقسيم‌بندي مي‌شوند.

از مهمترين نوع کامپوزيت‌ها، ‌کامپوزيت‌هاي زمينه فلزي است. فرايند ساخت کامپوزيت‌ها مي‌تواند متفاوت باشد که هر کدام از آنها مشکلات خاص خود را دارد.

براي اين منظور محققان دانشگاه صنعتي سهند تبريز در تحقيقات خود تلاش کردند با استفاده از يک روش جديد به نام کپسول‌سازي گرافني توزيع يکنواخت نانوذرات در زمينه نانوکامپوزيت‌هاي آلومينيومي را بهبود بخشند.

عليرضا فدوي بوستاني از محققان اين طرح مشکل اصلي توليد کامپوزيت‌هاي زمينه فلزي را عدم توزيع يکنواخت ذرات تقويت‌کننده در زمينه فلزي دانست و افزود: در اين طرح به ‌منظور رفع مشکل عدم توزيع يکنواخت نانوذرات کاربيد سيليسيوم در زمينه‌ آلومينيوم از رويکرد کپسول‌سازي گرافني استفاده شد.

وي ادامه داد: با استفاده از روش کپسول‌سازي گرافني توانستيم به يک ماده‌ نانوکامپوزيتي که همزمان از خواص مکانيکي و حرارتي خوبي برخوردار است، دست پيدا کنيم. دارا بودن همزمان اين دو خاصيت موجب مي‌شود کارايي قطعاتي که با هدف مقابله با شوک حرارتي ساخته مي‌شوند، افزايش يابد.

فدوي، آگلومره شدن يا بهم چسبيدن نانوذرات را يکي از مشکلاتي دانست که حين توليد نانوکامپوزيت‌ها اتفاق مي‌افتد و يادآور شد: اين موضوع به ‌طور مستقيم به نيروهاي سطحي نانوذرات وابسته است. بنابراين با تغيير نيروهاي سطحي نانوذرات مي‌توان بر اين مشکل غلبه کرد.

اين محقق با اشاره به جزئيات اين طرح خاطرنشان کرد: در پژوهش حاضر به‌ منظور جلوگيري از چسبندگي نانوذرات به يکديگر نانوذرات به ‌وسيله‌ گرافن پوشش‌دهي شده‌اند. بنابراين برهمکنش نانوذرات با يکديگر و متعاقب آن آگلومره شدن به‌ طور چشمگيري کاهش يافته است. ساختار نهايي نانوکامپوزيت يک ساختار دوفازي دربرگيرنده‌ ميکرو/نانودانه‌ها بوده است.

وي در خصوص بررسي‌هاي صورت گرفته در اين طرح گفت: در پژوهش حاضر اثر غلاف گرافني پوشش‌دهنده‌ ذرات بر توزيع ذرات کاربيد سيليسيوم در زمينه‌ آلومينيوم به کمک ميکروسکوپ الکتروني روبشي و عبوري مورد بررسي قرار گرفته است. به‌منظور ورود نانوذرات در زمينه فلزي از روش‎هاي حالت ذوبي و جامد استفاده شد.

به گفته وي خواص مکانيکي، حرارتي و خوردگي نانوکامپوزيت حاصل مورد ارزيابي قرار گرفته و نتايج به دست آمده از نانوکامپوزيت‌هاي معمولي و نانو کامپوزيت‌هاي اصلاح ‌شده با هم مقايسه شدند.

اين محقق دانشگاه صنعتي سهند اظهار کرد: نتايج حاکي از آن است که ايجاد ساختار دوفازي ناشي از روش کپسول‌سازي گرافني موجب افزايش 181 درصدي استحکام و 243 درصدي افزايش طول قبل از شکست نسبت به نانوکامپوزيت‌هاي معمولي شده است. همچنين هدايت حرارتي و مقاومت به خوردگي نانوکامپوزيت حاصل به ميزان زيادي بهبود يافته است.

به گفته وي، اين موفقيت باعث مي‌شود تا نانوکامپوزيت توليد شده خواص مکانيکي، حرارتي و خوردگي بسيار بهتري را از خود به نمايش بگذارد.

نتايج اين تحقيقات که حاصل تلاش‌هاي مهندس عليرضا فدوي بوستاني دانشجوي مقطع دکتراي دانشگاه صنعتي سهند تبريز، پروفسور ساسان يزداني و پروفسور رسول آذري خسروشاهي از اعضاي هيأت علمي اين دانشگاه و محققاني از دانشگاه‌هاي استراليا، چين و کانادا است، در مجله Scripta Materialia با ضريب تأثير 3.747 منتشر شده است.