بررسی ریزساختار و خواص مکانیکی نانوکامپوزیت مس-آلومینا (cu-al2o3) تولیدشده به روش نورد تجمعی

فرآیند نورد تجمعی یکی از روشهای تغییرشکل پلاستیک شدید است که عمدتا به منظور تولید مواد فوق ریزدانه و کامپوزیت های فلزی مورد استفاده قرار می گیرد. در این پژوهش، ریزساختار و خواص مکانیکی ورق مس خالص در شرایط آنیل محلولی و ورق نانوکامپوزیت cu/al2o3 با مقدار حجمی % 2 آلومینا که به میزان 2 پاس تحت عملیات نورد تجمعی در دمای اتاق و بدون روانکار قرار گرفته بود، بررسی گردید. بررسی های ریزساختاری با استفاده از میکروسکپ های نوری و الکترونی روبشی، و بررسی خواص مکانیکی با استفاده از آزمایش سختی سنجی و کشش انجام شد. بررسی ریزساختاری با استفاده از میکروسکپ نوری نشان داد که پیوند ایجاد شده بین ورقه های مسی آغشته به پودر آلومینا پس از اعمال فرایند نورد تجمعی به میزان 2 پاس از کیفیت مناسبی برخوردار بود. همچنین، بررسی ریزساختاری با استفاده میکروسکپ الکترونی روبشی نشان داد که اندازه متوسط دانه-های ورق مسی از مقدار حدودnm 80 در نمونه اولیه به میزان حدود nm700 در نمونه تغییرشکل پلاستیک شدید یافته، کاهش یافت. همچنین، مشخص گردید که توزیع نانوذرات آلومینا در سطح ورق کامپوزیت فرآوری شده نسبتا یکنواخت بوده و باندهای برشی در سطح آن قابل مشاهده است. نتایج آزمایش سختی سنجی ویکرز نشان داد که اعمال فرایند نورد تجمعی به میزان 2 پاس بر روی ورق های مسی آغشته به پودر آلومینا و تولید ورق نانوکامپوزیت cu/al2o3، سختی نمونه را تا مقداری بیش از دو برابر سختی ورق مس خالص افزایش داد به نحوی که سختی از میزان حدود 49 ویکرز در نمونه ورق مسی اولیه به حدود 103 ویکرز در نمونه کامپوزیت تهیه شده افزایش یافت. همچنین، بررسی رفتار کششی کامپوزیت فرآوری شده حاکی از دستیابی به ماده ای با استحکام نهایی حدود mpa270 و کرنش شکست 13% بود.