پژوهشگران دانشگاه محقق اردبیلی نانوکامپوزیت‌های نوین پایه نیترید تیتانیم ساختند

جهان صنعت نیوز:  دکتر مهدی شاهدی اصل ، عضو هیات علمی گروه مهندسی مکانیک دانشگاه محقق اردبیلی به همراه مهندس سیدعلی دلبری و دکتر بهزاد نایبی از پژوهشگران مدعو این دانشگاه با همکاری دکتر احسان غسالی از پژوهشگاه مواد و انرژی و دکتر محمدرضا شکوهی ‌مهر از دانشگاه ملی سئول کره جنوبی، موفق به ساخت نانوکامپوزیت ‌های نوین پایه نیترید تیتانیم تقویت شده با نانولوله کربنی و کاربید سیلیسیم شدند.

دکتر مهدی شاهدی اصل گفت: نیترید تیتانیم خواص ویژه‌ای همچون سختی بالا، ضریب اصطکاک پایین، نقطه ذوب بالا، پایداری گرمایی عالی و مقاومت به فرسایش و خوردگی خوبی دارد و این ویژگی ‌ها سبب شده که این ماده سرامیکی در ساخت سرمت‌ها، پوشش‌های تزیینی، کاتالیست‌های دما بالا و روکش‌های ضد سایش ابزارآلات برشکاری کاربرد داشته باشد.

وی افزود: برای تولید مواد سرامیکی دما بالا به طور معمول از فرآیندهای تفجوشی بدون فشار و پرس گرم بهره گرفته می‌ شود، ولی به دلیل پیدایش فازهای ترد که افت استحکام مکانیکی را در پی دارد، استفاده از روش‌های سنتی برای ساخت سرامیک‌های پایه نیترید تیتانیم کارآیی چندانی ندارد.

او بیان‌کرد: نیاز به دماهای بسیار بالا برای تفجوشی سرامیک ‌ها سبب می‌شود که ریزساختار ماده دچار رشد افراطی دانه‌ها گردد و تنش‌های پسماند بی‌رویهای در محصول فرآوری شده باقی بماند، از این رو، بهره‌گیری از فرآیند پیشرفته تفجوشی پلاسمای جرقه‌ای می‌تواند به گره‌گشایی از این مشکل یاری کند زیرا زمان مورد نیاز برای ساخت نمونه در این روش، نسبت به فرآیندهای سنتی تفجوشی، بسیار کوتاه‌تر است.

شاهدی اصل خاطرنشان کرد: در این پژوهش، تاثیر افزودن نانولوله کربنی و کاربید سیلیسیم بر چگالش و ریزساختار نانوکامپوزیت‌های پایه نیترید تیتانیم ساخته شده به روش تفجوشی پلاسمای جرقه‌ای بررسی شد.

او ظهارداشت: چهار نمونه شامل نیترید تیتانیم خالص، نیترید تیتانیم به همراه پنج درصد وزنی نانولوله کربنی، نیترید تیتانیم به همراه ۲۰ درصد حجمی کاربید سیلیسیم و سرانجام نیترید تیتانیم به همراه هر ۲ افزودنی مذکور ساخته شد، فرآیند تولید به روش تفجوشی پلاسمای جرقه‌ای در دمای ۱۹۰۰ درجه سانتی‌گراد به مدت زمان هفت دقیقه با اعمال فشار ۴۰ مگاپاسکال در اتمسفر خلاء انجام گرفت.

به گفته او ، مشخصه‌یابی نمونه‌های کامپوزیتی ساخته شده با آزمون‌های چگالی‌سنجی به روش ارشمیدس، بررسی‌های ریزساختاری به کمک میکروسکوپ الکترونی روبشی و شناسایی فازی به روش پراش پرتو ایکس به انجام رسید و سرانجام، مدل‌های شماتیکی برای تبیین چگونگی پیشبرد فرآیند تفجوشی در این کامپوزیت‌های سرامیکی ارائه و ترسیم شد.