?!؟
عضو جدید
این مواد از دو یا چند جزء مجزا که یک یا چند جزء آنها ابعاد کمتر از 100 نانو متر دارد .
خواص قطعه تولید شده به مراتب بالاتراز خواص قطعه ای خواهد بود که با پودر هایی در ابعاد میکرونی ساخته می شود .
به عنوان مثال قطعه تهیه شده از پودرهای نانو متری مس مقاومتی معادل 5 برابرقطه تهیه شده ارپودرهای میکرومتری دارد .
آمریکا : سرمایه گذاری در حدود 770 میلیون دلار در سال 2003 و رشد %5.9 در هرسال .
ژاپن : اختصاص مبلغ 431 میلیون دلار در سال 2001
ایران : اختصاص بودجه در حدود 20 میلیون دلار در سال 1383 .
انواع نانو کامپوزیتها را میتوان براساس ماده زمینه آنها به شرح زیر طبقه بندی کرد :
• Polymer matrix nano composites (PMNCs)
• Ceramic matrix nano composites (CMNCs)
• Metal matrix nano composites (MMNCs)
• Intermetallic matrix nano composites (IMNCs)
خواص
خواص سرامیکها : مقاومت حرارتی بالا – پایداری شیمیایی خوب – استحکام مکانیکی مناسب .
عیب : بدلیل وجود پیوندهای یونی و کووالانسی چقرمگی شکست آنها پایین است .
رفع مشکل : اضافه کردن و جا سازی الیاف و ذرات مناسب .
نکته : اگر این تقویت کننده ها ابعاد نانو متری داشته باشند , بالاترین چقرمگی شکست بدست می آید
Wc/Mgo : در این نانو کامپوزیت ذرات Mgoدر زمینه wc جاسازی شده اند .
Si3N4/Sic: خواص چقرمگی و استحکام بالا مقاومت در برابر خوردگی و اکسیداسیون
Al2o3/Ni : سختی و استحکام دیرگدازی مناسب , ولی تردی زیاد
Al2o3/Sic
خواص کامپوزیتهای زمینه فلزی
کم وزن وسبک
استحکام و سختی بالا
کاربرد وسیع در صنایع خودرو و هوا فضا
عیب : کم بودن قابلیت کشش
رفع مشکل : تبدیل ذرات به نانو
Mg/Sic : نانو کامپوزیتهای زمینه منیزیم کاربردهای فراوانی دارد .
خواص: چگالی کم استحکام بالا مقاومت به خزش بالا پایداری حرارتی مناسب
روش تولید آسیاب کردن پودرهای منیزیم,آلومنیوم,تیتانیوم
امواج مافوق صوت
Cu/Al2o3
روش تولید : ابتدا ذرات Al وCu توسط آسیاب گلوله ای آسیاب شده و پودرآلیاژی Cu-Al تولید می شود .
هت استحکام بخشی به این ساختار پودر Cuo اضافه شده و مخلوط حاصل مجددا آسیاب می شود .
ادامه آسیاب منجر به تشکیل محلول جامد Cu(Al) می شود .
واکنش Cuo با این محلول و تولید ذرات Al2o3 با اندازه کمتر از 100 نانو درزمینه مسی .
خواص عمده : استحکام بالا و هدایت الکتریکی بالا
کاربرد : ساخت الکترودها – اتصالات الکتریکی
نانو کامپوزیتهای زمینه فلزی حاوی نانو لوله کربنی
Al/MWCNT : استحکام کششی و درصد ازدیاد طول با آنیل در دمای 540 بسیار کم تغییر می کند . در مقابل برای Al خالص در این دما تغییرات عمده ای ایجاد می شود .
Ti/MWCNT : مدول یانگ و سختی ویکرز به ترتیب 1.7و5.5 برابر تیتانیوم خالص .
Ni-P/MWCNT : به عنوان پوشش مقاوم استفاده می شود . ضریب شکست کمی دارند .
Cu/MWCNT : سختی بالا وضریب شکست پوشش آن بسیار کم است.
ازمهمترین ترکیبات بین فلزی NiAl است .
خواص
دمای ذوب بالا645 وچگالی پایین
مقاومت در برابراکسیداسیون و قابلیت کارپذیری بالا
هدایت حرارتی عالی و هدایت الکتریکی بالا
عیب : مقاومت خزشی پایین
روش بهبود مقاومت خزشی : استفاده ازیک فازثانویه نظیر Sic و Tic جهت تولید کامپوزیت NiAl می باشد .
روش تولید NiAl/Tic : پودرعناصرNi,Al,C,Ti رادرون دستگاه آسیاب قرارمیدهند .ضمن انجام واکنشهای لازم , ذرات Tic در زمینه نانو ساختاری NiAl قرار میگیرند .
پراکندگی : توزیع یکنواخت فاز تقویت کننده در ماده زمینه .
آرایش : عدم کنترل بر روی جهت و راستای نانو لوله ها تاثیر مهمی در خواص دارد .
ارزش اقتصادی : روش تولید تقویت کننده باید از نظر ارزش افزوده مورد توجه قرار گیرد .
Nanostructure Coating
پوششهای نانو کامپوزیتی
از مهمترین این پوششها می توان به Al2o3/13Tio2 اشاره کرد .
استحکام پیوندها 2 برابر وچقرمگی 2 تا 4 برابر پوششهای معمولی است .
کاربرد : بدنه کشتی ها وزیردریایی ها
نکته : عملکرد پوششهای نانو ساختار و معمولی را می توان از روی چگونگی اشاعه ترکها با یکدیگر مقایسه کرد .
صنایع اتومبیل سازی و هوا نوردی :
بدنه های سبک با استفاده از نانو کامپوزیت ها , لاستیک هایی با مقاومت سایش بهتر, پلاستیکهای ارزان غیر قابل اشتعال , پوشش های خود ترمیم
محیط زیست : امکان بازیافت بسیاری از مواد
مواد و شیمی : کاتالیزورهایی که راندمان واکنشهای شیمیایی را به سدت بالا میبرند . دریل های بسیار مقاوم و سخت , ابزارآلات برش , فولادها و آلیاژها حتی مقاومتر از الماس
الکترونیک وارتباطات : تکنولوژی بی سیم
دارو سازی وبهداشت : قطعات برای جایگزینی اعضای بدن
تکنولوژی انرژی : انواع جدید باطری ها
خواص قطعه تولید شده به مراتب بالاتراز خواص قطعه ای خواهد بود که با پودر هایی در ابعاد میکرونی ساخته می شود .
به عنوان مثال قطعه تهیه شده از پودرهای نانو متری مس مقاومتی معادل 5 برابرقطه تهیه شده ارپودرهای میکرومتری دارد .
آمریکا : سرمایه گذاری در حدود 770 میلیون دلار در سال 2003 و رشد %5.9 در هرسال .
ژاپن : اختصاص مبلغ 431 میلیون دلار در سال 2001
ایران : اختصاص بودجه در حدود 20 میلیون دلار در سال 1383 .
انواع نانو کامپوزیتها را میتوان براساس ماده زمینه آنها به شرح زیر طبقه بندی کرد :
• Polymer matrix nano composites (PMNCs)
• Ceramic matrix nano composites (CMNCs)
• Metal matrix nano composites (MMNCs)
• Intermetallic matrix nano composites (IMNCs)
خواص
خواص سرامیکها : مقاومت حرارتی بالا – پایداری شیمیایی خوب – استحکام مکانیکی مناسب .
عیب : بدلیل وجود پیوندهای یونی و کووالانسی چقرمگی شکست آنها پایین است .
رفع مشکل : اضافه کردن و جا سازی الیاف و ذرات مناسب .
نکته : اگر این تقویت کننده ها ابعاد نانو متری داشته باشند , بالاترین چقرمگی شکست بدست می آید
Wc/Mgo : در این نانو کامپوزیت ذرات Mgoدر زمینه wc جاسازی شده اند .
Si3N4/Sic: خواص چقرمگی و استحکام بالا مقاومت در برابر خوردگی و اکسیداسیون
Al2o3/Ni : سختی و استحکام دیرگدازی مناسب , ولی تردی زیاد
Al2o3/Sic
خواص کامپوزیتهای زمینه فلزی
کم وزن وسبک
استحکام و سختی بالا
کاربرد وسیع در صنایع خودرو و هوا فضا
عیب : کم بودن قابلیت کشش
رفع مشکل : تبدیل ذرات به نانو
Mg/Sic : نانو کامپوزیتهای زمینه منیزیم کاربردهای فراوانی دارد .
خواص: چگالی کم استحکام بالا مقاومت به خزش بالا پایداری حرارتی مناسب
روش تولید آسیاب کردن پودرهای منیزیم,آلومنیوم,تیتانیوم
امواج مافوق صوت
Cu/Al2o3
روش تولید : ابتدا ذرات Al وCu توسط آسیاب گلوله ای آسیاب شده و پودرآلیاژی Cu-Al تولید می شود .
هت استحکام بخشی به این ساختار پودر Cuo اضافه شده و مخلوط حاصل مجددا آسیاب می شود .
ادامه آسیاب منجر به تشکیل محلول جامد Cu(Al) می شود .
واکنش Cuo با این محلول و تولید ذرات Al2o3 با اندازه کمتر از 100 نانو درزمینه مسی .
خواص عمده : استحکام بالا و هدایت الکتریکی بالا
کاربرد : ساخت الکترودها – اتصالات الکتریکی
نانو کامپوزیتهای زمینه فلزی حاوی نانو لوله کربنی
Al/MWCNT : استحکام کششی و درصد ازدیاد طول با آنیل در دمای 540 بسیار کم تغییر می کند . در مقابل برای Al خالص در این دما تغییرات عمده ای ایجاد می شود .
Ti/MWCNT : مدول یانگ و سختی ویکرز به ترتیب 1.7و5.5 برابر تیتانیوم خالص .
Ni-P/MWCNT : به عنوان پوشش مقاوم استفاده می شود . ضریب شکست کمی دارند .
Cu/MWCNT : سختی بالا وضریب شکست پوشش آن بسیار کم است.
ازمهمترین ترکیبات بین فلزی NiAl است .
خواص
دمای ذوب بالا645 وچگالی پایین
مقاومت در برابراکسیداسیون و قابلیت کارپذیری بالا
هدایت حرارتی عالی و هدایت الکتریکی بالا
عیب : مقاومت خزشی پایین
روش بهبود مقاومت خزشی : استفاده ازیک فازثانویه نظیر Sic و Tic جهت تولید کامپوزیت NiAl می باشد .
روش تولید NiAl/Tic : پودرعناصرNi,Al,C,Ti رادرون دستگاه آسیاب قرارمیدهند .ضمن انجام واکنشهای لازم , ذرات Tic در زمینه نانو ساختاری NiAl قرار میگیرند .
پراکندگی : توزیع یکنواخت فاز تقویت کننده در ماده زمینه .
آرایش : عدم کنترل بر روی جهت و راستای نانو لوله ها تاثیر مهمی در خواص دارد .
ارزش اقتصادی : روش تولید تقویت کننده باید از نظر ارزش افزوده مورد توجه قرار گیرد .
Nanostructure Coating
پوششهای نانو کامپوزیتی
از مهمترین این پوششها می توان به Al2o3/13Tio2 اشاره کرد .
استحکام پیوندها 2 برابر وچقرمگی 2 تا 4 برابر پوششهای معمولی است .
کاربرد : بدنه کشتی ها وزیردریایی ها
نکته : عملکرد پوششهای نانو ساختار و معمولی را می توان از روی چگونگی اشاعه ترکها با یکدیگر مقایسه کرد .
صنایع اتومبیل سازی و هوا نوردی :
بدنه های سبک با استفاده از نانو کامپوزیت ها , لاستیک هایی با مقاومت سایش بهتر, پلاستیکهای ارزان غیر قابل اشتعال , پوشش های خود ترمیم
محیط زیست : امکان بازیافت بسیاری از مواد
مواد و شیمی : کاتالیزورهایی که راندمان واکنشهای شیمیایی را به سدت بالا میبرند . دریل های بسیار مقاوم و سخت , ابزارآلات برش , فولادها و آلیاژها حتی مقاومتر از الماس
الکترونیک وارتباطات : تکنولوژی بی سیم
دارو سازی وبهداشت : قطعات برای جایگزینی اعضای بدن
تکنولوژی انرژی : انواع جدید باطری ها
