27783

توليد و مشخصه يابي نانوكامپوزيت Al1050-TiN به روش اسپاترينگ و نورد تجمعي

كارشناسي ارشد

فيزيك

1397

1400/12/18

دكتر محمدرضا زماني ميميان

دكتر حميدرضا جعفريان

فيزيك

امروزه نانوكامپوزيت ها كاربردهاي زيادي در زندگي بشر دارند كه در اين ميان نانوكامپوزيت هاي زمينه فلزي به دليل خواص منحصر به فرد ، مورد توجه محققان قرار گرفته است. آلومينيوم- تيتانيوم- نيترات يكي از پرمصرف ترين نانوكامپوزيت ها مي باشد كه در پژوهش حاضر به روش اسپاترينگ و نورد تجمعي ساخته شده و خواص مكانيكي و ريزساختاري آن مورد بررسي قرار گرفته است. پوشش در سه پارامتر مختلف با نسبت نيتروژن به آرگون متفاوت و سپس نورد تجمعي در سيكل هاي يك، سه و چهار در دماي اتاق انجام شد. خواص ريزساختاري پوشش با استفاده از ميكروسكوپ الكتروني روبشي (SEM) و آزمايش پراش اشعه ايكس (XRD) و EDS مورد بررسي قرار گرفت. كه نمايانگر يك پوشش آمورف با ضخامت 200 نانومتر و درصد متفاوت نيتروژن و تيتانيوم براي سه ران بود . سپس خواص مكانيكي نانوكامپوزيت هاي توليد شده با آزمون هاي كشش، ريزسختي و سايش بررسي شد و خواص ريزساختاري سطح شكست و سطح سايش با ميكروسكوپ الكتروني روبشي مشاهده شد. از مطالعه آزمون كشش تك محوري، مشاهده شد كه استحكام كششي نانوكامپوزيت ها حدود 5 برابر استحكام كششي مواد خام (Al-1050) افزايش يافته است. بررسي ريزساختار سطح شكست با ميكروسكوپ الكتروني روبشي نشان داد كه در نمونه آلومينيومي شكست از حالت نرم براي نمونه اوليه و چرخه اول به شكست برشي نرم براي نمونه تحت فرآيند ARB در سيكل‌هاي بالاتر تغيير كرد و در نمونه‌هاي AlTiN شكست از حالت برشي نرم براي نمونه اوليه و چرخه اول به شكست نرم براي نمونه تحت فرآيند ARB در سيكل‌هاي بالاتر تغيير كرد. نتايج آزمون سايش نشان داد كه مقاومت سايشي نانوكامپوزيت ران دوم بهتر از سايرين است و در مقايسه با چرخه هاي نورد، چرخه اول مقاومت سايشي بهتري داشت.

1401/11/04

Production and characterization of Al1050-TiN nanocomposite by sputtering and Accumulative Roll Bonding method

3/9/2023 12:00:00 AM

Today, nanocomposites have many applications in human life, among which metal-based nanocomposites have been considered by researchers due to their unique properties. Aluminum-titanium-nitrate is one of the most widely used nanocomposites In the present study, made by spattering and cumulative rolling method and its mechanical and microstructural properties have been investigated. The coating was performed in three different parameters with different nitrogen to argon ratio, and then cumulative rolling was performed in cycles one, three and four at room temperature. The microstructural properties of the coating were investigated using scanning electron microscopy (SEM) and X-ray diffraction (XRD) and EDS experiments. Which represented an amorphous coating with a thickness of 200 nm and a different percentage of nitrogen and titanium for the three layered thighs. Then, the mechanical properties of the produced nanocomposites were investigated by tensile, microhardness and abrasion tests, and the microstructural properties of the fracture surface and abrasion surface were observed by scanning electron microscopy. From the study of uniaxial tensile test,observed that the tensile strength of nanocomposites increased to about 5 times the tensile strength of raw material (Al-1050). Examination of the microstructure of the fracture surface by scanning electron microscopy revealed that in the aluminum samplethe fracture changed from soft state for the prototype and the first cycle to soft shear failure for the sample under ARB process at higher cycles. And in AlTiN samples fracture changed from soft shear failure state for the prototype and the first cycle to soft fracture for the sample under ARB process at higher cycles.The wear test results show that the abrasion resistance of the second thigh nanocomposite is better than the others and compared to the rolling cycles, the first cycle had better abrasion resistance.

نانوكامپوزيت آلومينيم-تيتانيوم_نيترات , اسپاترينگ , نورد تجمعي , خواص مكانيكي

Aluminum-Titanium_Nitrate Nanocomposite , Sputtering , Cumulative Rolling , mechanical properties

Fatemeh Azadipour

Dr. Mohammad Reza.Zamani Meymian