نشریه علمی پژوهشی مواد پیشرفته در مهندسی

---

در این کار عملی سنتز درجا پودر نانوکامپوزیت هیدروکسی آپاتیت – نانولوله‌کربن به روش سل- ژل بررسی شد. برای پخش مناسب نانولوله‌های کربنی در زمینه هیدروکسی آپاتیت، از روش، استفاده از سورفکتنت (SDS) استفاده شد و ریزساختار نانوکامپوزیت سنتز شده مورد بررسی قرارگرفت. نحوه پراکنده‌شدن نانولوله‌ها با استفاده از تکنیکهای UV-Vis، طیف سنجی تبدیل فوریه مادون قرمز(FTIR) و رامان بررسی شد. برای سنتز پودر نانوکامپوزیت، ابتدا با ایجاد سلهای هموژنی از منابع کلسیمی و فسفری در محیط اتانول و سپس به آن محلولهای نانولوله‌های کربنی پراکنده شده توسط SDS در حالی که التراسونیک شده است، اضافه شد. در نهایت اختلاط این دو سل ، با همزدن در دمای محیط و به مدت 2 ساعت، ژل سیاه رنگی ایجاد، و در نهایت پس از خشک کردن ژل و عملیات ‘گرمایی در دمای 600 درجه سانتیگراد تحت اتمسفر آرگون سنتز شدند. برای ارزیابی ویژگیهای محصول از روشهای تحلیل DSC, UV-Vis, Raman, FTTR, TEM/SAED/EDX, SEM, XRD استفاده شد. نتایج نشان داد استفاده از SDS برای پراکنده کردن نانولوله‌ها در زمینه هیدروکسی آپاتیت، از رسوب آنها جلوگیری و همچنین سطح نانولوله‌ها توسط بلورکهای هیدروکسی آپاتیت به خوبی پوشش داده شده است. بررسیهای XRD نشان داد که اندازه بلورکهای هیدروکسی آپاتیت سنتز شده در حدود 50nm است که این نتیجه با TEM تایید شد و تحلیل گرمایی DSC شروع کریستالیزاسیون بلورهای هیدروکسی آپاتیت را به علت حضور نانولوله‌های کربنی در دمای پایینتر اثبات کرد.

---

درسالهای اخیر، تحقیقات زیادی در زمینه استفاده از فرایند مکانوشیمیایی برای سنتز مواد پیشرفته صورت گرفته است. در این تحقیق، نانوکامپوزیت Al2O3-TiN به روش مکانوشیمیایی و با استفاده از ماده ارزان قیمت TiO2 (به جای تیتانیوم خالص که خیلی گران است) تولید شد. از پودرهای اکسید تیتانیوم و آلومینیوم به عنوان مواد اولیه استفاده شد. آسیابکاری در آتمسفر نیتروژن با فشار 5 آتمسفر انجام شد و محصولات به دست آمده با پراش اشعه ایکس (XRD) و میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) مورد ارزیابی قرار گرفتند. نتایج حاصل از آسیابکاری نشان داد در اولین مرحله از فرایند سنتز، اکسید تیتانیوم با آلومینیوم احیا می‌شود و در ادامه فرایند، تیتانیوم تولیدی با نیتروژن واکنش انجام می‌دهد. هنگامی که نسبت مولی آلومینیوم به اکسید تیتانیوم برابر 2.1 و 3.1 باشد، پس از 20 ساعت آسیابکاری، قله‌های نیترید تیتانیوم در نتایج XRD نمایان می‌شود. همچنین نتایج نشان داد آسیابکاری منجر به تشکیل ذرات ریز و کروی می شود.

---

مواد مزوپروس سیلیکا از سال 1992 شناخته شده اند. این مواد کاربرد وسیعی در زمینه سنسورها، غشاها، جداسازی جذبی و فرایند های کاتالیستی دارند. یکی از کاربردهای جدید این مواد که از سال 2000 به بعد مورد توجه واقع شد، کاربرد به عنوان سامانه های دارورسانی در بیماران سرطانی است. در مقایسه با کلوئیدهای آمورف و سیلیکای متخلخل و سامانه های دارورسانی پلیمری این مواد عوارض جانبی کمتری از خود نشان می دهند. زیست تخریب پذیری آهسته یکی از مشکلات این ترکیبات در کاربرد های رهایشی می باشد. در این مقاله هدف تولید نانوکامپوزیت مزو پروس سیلیکا/هیدروکسی آپاتیت(MCM-41/HA) و بررسی رفتار زیست تخریب پذیری MCM-41 خالص در حضور فاز هیدروکسی آپاتیت است. در این تحقیق مشخصه یابی توسط آنالیزهای انتقال فوریه مادون قرمز (FTIR) ، میکروسکوپ الکترونی روبشی مجهز به EDX (SEM) ، میکروسکوپ الکترونی عبوری(TEM) و ICP استفاده شد. نتایج نشان داد با شکل گیری هیدروکسی آپاتیت درون حفرات مزوپروس سیلیکا ( ورود کاتیون دو ظرفیتی Ca+2 داخل ساختار)، تعداد اکسیژن های پل زن شبکه سیلیکای خالص کاهش یافت در نتیجه سرعت زیست تخریب پذیری افزایش یافت.

---

پوششهای کامپوزیتی Ni-Co/SiC حاوی میکرو و نانو ذرات SiC به‌‌ترتیب با قطر متوسط μm10 و nm20 در زمینه آلیاژی Ni-Co به روش لایه نشانی الکتریکی با استفاده از الکترودهای افقی، تولید شدند. مورفولوژی سطحی، ترکیب شیمیایی، ساختار فازی، سختی و مقاومت به خوردگی پوششهای حاصل با استفاده از میکروسکپ الکترونی روبشی SEM، آنالیزگر EDX، تفرق سنجی اشعه ایکس XRD، ریزسختی سنجی و آزمونهای پلاریزاسیون به‌صورت تابعی از چگالی جریان لایه نشانی مورد مطالعه قرار گرفت. نتایج نشان داد، پوششهای کامپوزیتی حاوی نانو ذرات نسبت به پوششهای حاوی میکرو ذرات علی‌رغم درصد کمتر فاز SiC، همواره سختی و مقاومت به خوردگی بالاتری دارند. مقادیر سختی بیشینه 491 و 615 ویکرز به‌ترتیب برای پوششهای حاوی Vol.% 2/52 میکرو ذرات و Vol.% 1/8 نانو ذرات در چگالی جریان لایه نشانی A/dm2 3 به‌دست آمد. نتایج براساس جزییات ساختاری مورد بررسی و تجزیه و تحلیل قرار گرفت.

---

در تحقیق حاضر غشاهای پلیمری ساخته شده از نانوکامپوزیت پلی هدرال الیگومریک سیلسسکویی اکسان( POSS) و پلی کربنات یورتان (PCU) به منظور بررسی کاربرد احتمالی به عنوان جایگزین موقت پوست با استفاده از رده سلولی 929 L مورد بررسی های زیست سازگاری شامل آزمون سمیت سلولی، آزمون تکثیر سلولی و مشاهدات میکروسکوپ الکترونی(SEM) قرار گرفتند. منحنی FTIR فیلم پلیمری کلیه قله های مورد انتظار در نانوکامپوزیت یاد شده را نشان داد. در آزمونMTT درصد بقای سلولهای 929 L در مواجه با عصاره های حاصل از فیلم پلیمری پس از 7،3 و 14 روز عصاره گیری بررسی و مشخص شد که عصاره ها فاقد هر گونه سمیت سلولی اند، ضمن اینکه حضور نانوذراتPOSS در عصاره باعث افزایش میزان بقای سلولی می شود.در آزمون تکثیر سلولی، سلولها در دوره های 3 ،7 و 14 روزه بر سطح نانوکامپوزیت کشت داده شدند. مشاهده شد که سلولهای L929 به خوبی قادر به رشد و تکثیر بر سطح غشا بوده، به طوری که تعداد سلول های شمارش شده بر آن در روزهای 7 و 14 نزدیک به نمونه کنترل ثبت شد. مشاهداتSEM نشان داد که سلول ها پس از گذشت 3 روز چسبندگی خوبی با سطح پلیمر پیدا کردند. همچنین مشاهده شد که دانسیته سلولی پس از 7 روز به شدت افزایش یافت به گونه ای که منجر به تشکیل یک لایه سلولی بر سطح پلیمر شد.

---

در این تحقیق یک داربست نانوکامپوزیتی زیست تقلیدی از کیتوسان و ژلاتین و هیدروکسی آپاتیت تهیه شد و با روش های تحلیل مرسوم ارزیابی شد. به این منظور، نانوکامپوزیت هیدروژل/آپاتیت برای کاربرد در مهندسی بافت استخوان به روش زیست تقلیدی به کمک تکنیک خشکایش انجمادی ساخته شد. آپاتیت داخل هیدروژل ژلاتینی در طی فرایند نفوذ دوگانه در شرایط مشابه بدن از نظر دما و pH رسوب کرد. درصد اولیه کیتوسان (20، 30 و 40) به عنوان متغیر در نظر گرفته شد. نمونه ها برای افزایش خواص مکانیکی و عدم حلالیت در آب، در محلول گلوتار آلدهید غوطه ور شدند. نفوذ کلسیم و فسفات از لبه های جانبی هیدروژل به مرکز آن، سبب تشکیل رسوب سفیدرنگ داخل آن شد. بررسی رسوب تشکیل شده در میان هیدروژل، نشان دهنده ی تشکیل هیدروکسی آپاتیت کربناته و دی کلسیم دی هیدرات (براشیت) بود. همچنین، خواص مکانیکی کامپوزیت در محدوده ی استخوان اسفنجی قرار داشت. با افزایش درصد کیتوسان، میزان جذب آب از 379% به 661% افزایش یافت. تحلیل فازی، بررسی ریزساختار و تعیین گروه های عاملی توسط XRD، SEM و FTIR انجام شد. در پایان، با توجه به نتایج حاصله، می توان نتیجه گرفت که نمونه ی 80/20 خواص مناسب‌تری برای ساخت داربست استخوانی نسبت به دو نمونه دیگر را داراست.

---

- در تحقیق حاضر از روش شبیه‌سازی دینامیک مولکولی برای پیش‌بینی خواص الاستیک شامل مدول الاستیک، مدول برشی و ضریب پواسون نانو کامپوزیت زمینه فلزی Al-SiC با درصدهای مختلف تقویت‌کننده استفاده شده است. برای انجام شبیه‌سازی از بسته‌ی نرم افزاری متن باز LAMMPS استفاده گردیده است. پس از قرار دادن اتم‌های آلومینیوم و سیلیکون کارباید در مکان‌های اولیه‌ خود، بین آن‌ها پتانسیل بین اتمی مناسب تعریف شده است. از پتانسیل EAM برای اتم‌های آلومینیوم، و از پتانسیل Morse برای اتم‌های Al-C و Al-Si و از پتانسیل Tersoff برای اتم‌های C-C، Si-C و Si-Si استفاده شده است. مقایسه نتایج شبیه‌سازی با مدل‌های میکرومکانیکی فگت، روس و هالپین- تسای نشان داده است که پیش‌بینی خواص الاستیک با توجه به اصول الاستیسیته حدی به مدل حد بالای فگت نزدیک است.

---

باتوجه به خواص مطلوب نانوکامپوزیت‌های زمینه‌ی آلومینیومی از قبیل استحکام ویژه بالا، مقاومت خزشی خوب وحفظ استحکام در دماهای بالا، این مواد پیشرفته کاربردهای بالقوه ای درصنایع پیشرفته مانند هوا-فضا، صنایع دفاعی و برخی کاربردهای خاص درخودروسازی یافته‌اند. بااین حال، عدم وجود روش مناسب برای اتصال این گونه مواد، موجب شده که کاربردهای این مواد پیشرفته به شدت محدود شود. لذا پژوهش در زمینه‌ی اتصال این گونه مواد مفید بوده‌ و گامی مؤثر در جهت کاربردی کردن آن‌ها محسوب می‌شود. زمان اتصال یکی از عوامل مهم و مؤثر در اتصال نفوذی با استفاده از فاز مایع گذرا است که برای رسیدن به خواص ریزساختاری مطلوب باید به صورت بهینه انتخاب شود، لذا در تحقیق حاضر اتصال نانوکامپوزیت Al/Al2O3 به روش اتصال نفوذی با استفاده از فاز مایع گذرا در دمای580 درجه سانتی‌گراد و در زمان‌های 20، 40 و 60 دقیقه انجام شد و تاثیر زمان اتصال بر ریز ساختار اتصال‌ها مورد بررسی قرارگرفت. نتایج نشان داد در زمان‌های اتصال 20 و 40 دقیقه، زمان کافی برای انجماد همدمای مذاب مهیا نبوده و ریز‌ساختار نهایی، شامل مقداری جامد α ایجاد شده در مرحله انجماد هم‌دما و مقداری جامد α اولیه ناشی از سرد شدن مذاب از دمای اتصال تا دمای یوتکتیک و در نهایت جامد یوتکتیک CuAl2+α در اثر انجماد یوتکتیک مذاب در دمای یوتکتیک است. از آن‌جایی که شکست اتصال‌ها در موارد فوق از میان این ترکیبات ترد یوتکتیکی انجام می‌شود، لذا استحکام اتصال‌ها در این دو زمان کم است. با افزایش زمان اتصال به 60 دقیقه، مذاب به‌صورت کاملاً هم‌دما منجمد شده، ریز‌ساختار نهایی شامل فاز نرم α-Al بوده و استحکام اتصال‌ها به طور چشم‌گیری افزایش می‌یابد. حداکثر استحکام برشی اتصال‌ها در دمای اتصال 580 ، در زمان اتصال 60 دقیقه حاصل شده است که در حدود 85% استحکام برشی فلز پایه می‌باشد.

---

تولید فوم با ساختار میکروسلولی (اندازه سلولی µm 100-1 و چگالی سلولی بالاتر از cell/cm3 109) از آمیزه پلی‌کربنات/ اتیلن پروپیلن دی‌ان منومر (PC/EPDM) هدف پژوهش حاضر بوده است. تهیه فوم میکروسلولی از این آمیزه به‌دلیل هسته‌گذاری ضعیف ناشی از چقرمگی بالا به‌راحتی امکان‌پذیر نیست. با این وجود تلاش‌ها برای بهبود فرایند فوم‌شدن در این روش هم‌چنان ادامه دارد. اخیراً، استفاده ازپرکننده‌های نانو در صنایع مختلف پلیمر برای رسیدن به بعضی از خواص مطلوب رایج شده است. در این پژوهش امکان استفاده از نانولوله‌کربنی در فوم‌های پلیمری به‌منظور افزایش نرخ هسته‌گذاری سلولی مطرح شده است. عملیات فوم‌شدن به روش ناپیوسته و توسط عامل فوم‌زای دی‌اکسیدکربن فوق‌بحرانی انجام شد. نتایج نشان داد که نانولوله‌کربنی در زمینه پلیمری به‌صورت عامل هسته‌زا عمل می‌کند و نرخ هسته‌گذاری سلولی را افزایش می‌دهد. هم‌چنین استفاده از نانولوله‌کربنی تا 3 درصد وزنی باعث افزایش چگالی‌سلولی می‌شود و میانگین اندازه سلول‌ها را کاهش می‌دهد.

---

در سال‌های اخیر، پژوهش‌های زیادی در زمینه استفاده از فرایند مکانوشیمیایی برای تولید نانومواد صورت گرفته است. در این پژوهش، نانوکامپوزیت زمینه سرامیکی TixAly/Al2O3 به روش مکانوشیمیایی و با استفاده از ماده ارزان قیمت TiO2 تولید شد. از پودرهای اکسید تیتانیوم و آلومینیوم به‌عنوان مواد اولیه استفاده شد و آسیاب‌کاری در اتمسفر نیتروژن انجام شد. نتایج حاصله نشان داد در اولین مرحله از فرایند تولید، اکسید تیتانیوم به‌وسیله آلومینیوم احیا می‌شود و در ادامه فرایند، تیتانیوم تولیدی با آلومینیوم باقیمانده واکنش انجام می‌دهد. محصول تولید پس از 10 ساعت آسیاب‌کاری، اکسید آلومینیوم و آلومیناید تیتانیوم است و با افزایش زمان آسیاب‌کاری تا 80 ساعت، مقدار آلومیناید تیتانیوم افزایش می‌یابد. هم‌چنین نتایج نشان داد میزان تجزیه آلومیناید تیتانیوم با گرما دادن نمونه‌های حاوی آلومیناید تیتانیوم در اتمسفرهای آرگون و نیتروژن ناچیز و قابل چشم پوشی است.

---

در پژوهش حاضر پودر آلومینیوم خالص به همراه 5 درصد وزنی دی اکسید تیتانیم، در زمان‌های مختلف تحت فرایندآسیاب کاری مکانیکی قرار گرفتند. با استفاده از تحلیل فازی به وسیله پراش پرتو ایکس(XRD) مشخص شد که افزایش زمان آسیاب به بیش از 10 ساعت سبب احیای تیتانیم توسط آلومینیوم شده و Al2O3 در ساختار تشکیل می‌شود. با ادامه فرایند، آلومینیوم با تیتانیم واکنش می‌دهد و سبب تشکیل Al3Ti در ترکیب می‌شود. این واکنش‌ها با استفاده از روابط ترمودینامیکی، مورد بررسی قرار گرفتند. هم‌چنین پس از توزیع ذرات تقویت کننده در زمینه، با استفاده از پهن‌شدگی پیک های الگوی حاصل از پراش پرتوی ایکس(XRD)، مطابق با رابطه ویلیامسون- هال، اندازه متوسط دانه و کرنش شبکه تعیین شد و به وسیله میکروسکوپ الکترونی روبشی(SEM)، ساختار و مورفولوژی ذرات پودر مورد بررسی قرار گرفت.

---

پراکنده‌سازی یکنواخت نانوذرات تقویت‌کننده در زمینه فلزی کامپوزیت‌های ریختگی از اهمیت بالایی برخوردار بوده، بر خصوصیات قطعات تولیدی تاثیر می‌گذارد. در این پژوهش برای اولین بار در ایران تاثیر عملیات فراصوت ناپیوسته در مذاب بر ریزساختار، پراکند‌گی نانوذرات تقویت‌کننده و بهبود خواص مکانیکی نانوکامپوزیت‌های ریختگی Al413-SiCnp دارای 5/0 تا 2 درصد وزنی تقویت‌کننده مورد بررسی قرار گرفت. یافته‌ها نشان داد که عملیات فراصوت ناپیوسته تاثیر بیش‌تری از عملیات فراصوت پیوسته با زمان مشابه بر بهبود خواص مکانیکی نانوکامپوزیت‌های ریختگی دارد به‌گونه‌ای که برای نمونه‌ کامپوزیتی دارای 2 درصد وزنی تقویت‌کننده که به‌صورت ناپیوسته در دو دوره 20 دقیقه‌ای تحت عملیات فراصوت قرار گرفته بود، افزایش استحکام تسلیم و استحکام نهایی نسبت به حالت خام به‌ترتیب برابر 106% و 94% بود. بهبود خواص مکانیکی تحت عملیات فراصوت ناپیوسته با ریز شدن شدید دانه‌ها و رسوب‌های یوتکتیکی در ساختار زمینه، زدودن بیش‌تر لایه‌های گازی باقی‌مانده روی سطح ذرات، خرد شدن بهتر کلوخه‌ها، ترشوندگی بیش‌تر و پراکندگی یکنواخت‌تر نانوذرات تقویت‌کننده در زمینه در حین مرحله اول انجماد مرتبط دانسته شد.

---

در این پژوهش، نانوکامپوزیتMoSi2-TiB2 با دو نسبت وزنی 10 و 20 درصد تقویت‌کننده TiB2 از طریق آلیاژسازی مکانیکی به دو روش مختلف ساخته و مشخصه‌یابی شد. در روش اول، نمونه‌های پودری عناصر اولیه مولیبدن، سیلیسیم، تیتانیم و بور تا زمان 60 ساعت آسیاب‌کاری شدند. در روش دوم ابتدا MoSi2 ازMo و Si طی 30 ساعت آسیاب‌کاری تولید و سپس پودر TiB2 تجاری به آن اضافه شد و آسیاب‌کاری تا 60 ساعت ادامه یافت. پودرهای تولیدی از دو روش تحت عملیات گرمایی در دمای C‏ ˚1000 به‌مدت یک ساعت قرار گرفتند. پیشرفت واکنش‌ها و ویژگی‌های ساختاری شامل اندازه دانه و کرنش شبکه بر مبنای روش ویلیامسون- هال به‌وسیله پراش پرتو ایکس (XRD) بررسی شد. خواص‌مکانیکی نمونه‌ها به‌وسیله آزمون سختی‌سنجی مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج آزمون سختی‌سنجی نشان داد با افزودن TiB2 به ترکیب MoSi2 سختی نمونه‌ها به‌طور قابل‌توجهی افزایش یافت. فرایند کلوخه‌سازی روی پودرها برای استفاده در فرایند پاشش گرمایی از روش خشک کردن پاششی انجام و فراورده‌های خشک شده پس از فرایند کلوخه‌سازی به‌وسیله سرند دانه‌بندی شد. ریخت و ریزساختار پودرهای آسیاب شده قبل و بعد از عملیات کلوخه‌سازی به‌وسیله میکروسکوپ الکترونی روبشی بررسی و با کمک نرم‌افزار کلمکس میزان کروی بودن و توزیع مساحت ذرات ارزیابی شد. نتایج نشان داد پودر نانوکامپوزیت تولید شده از روش اول، با توجه به بالاتر بودن سختی و میزان کرویت مطلوب پس از عملیات کلوخه‌سازی از کیفیت بالایی برای استفاده در فرایند پاشش گرمایی برخوردار است.

---

- در این پژوهش بر اساس نتایج حاصل از شبیه‌سازی دینامیک مولکولی، مدلی برای پیش‌بینی خواص الاستیک نانوکامپوزیت زمینه آلومینیم تقویت‌شده با ذرات کاربید سیلیسیم ایجاد شد. هم‌چنین دو مدل برای پیش‌بینی چگالی و قیمت نانوکامپوزیت پیشنهاد شد. سپس با استفاده از روش الگوریتم ژنتیک برای کمترین چگالی و قیمت و بیشترین خواص الاستیک، درصد بهینه کسر حجمی تقویت‌کننده به‌دست آمد. بر اساس نتایج به‌دست‌آمده از بهینه‌سازی، کسر حجمی بهینه تقویت‌کننده 44/0 به‌دست آمد. برای این کسر حجمی بهینه، به‌ترتیب مدول یانگ بهینه 89/165 گیگاپاسکال، مدول برشی بهینه 37/111 گیگاپاسکال، قیمت بهینه 75/8 دلار بر پوند و چگالی بهینه 92/2 گرم بر سانتی‌متر مکعب به دست آمد.

---

در این پژوهش تاثیر استفاده از نانوذرات تیتانیا بر استحکام مکانیکی نانوکامپوزیت­های آلومینا-کاربید سیلیسیم اتصال مولایتی مورد بررسی قرار گرفت. بدین منظور از روش ریخته­گری ژل به­کمک سل نانوسیلیس برای شکل دهی این نوع نانوکامپوزیت­ها استفاده شد. دمای پخت ترکیب توسط تحلیل گرمایی مشخص شد و پس از پخت در دمای ^°C 1300 استحکام‌های فشاری و خمشی نانوکامپوزیت مورد ارزیابی قرار گرفت. هم‌چنین خواص فیزیکی، ترکیب فازی و ریزساختار ترکیبات پس از پخت مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که استفاده از نانو تیتانیا تا مقدار 1 درصد وزنی تاثیر زیادی بر بهبود استحکام مکانیکی این نوع نانوکامپوزیت‌ها دارد. افزودن نانوتیتانیا منجر به افزایش مقدار فاز مولایت و رشد بیش­تر ذرات سوزنی شکل آن می‌شود. ازدیاد اتصالات سرامیکی بین ذرات و در نتیجه بهبود استحکام مکانیکی نانوکامپوزیت به‌دلیل افزایش فاز مولایت حاصل می‌شود.

---

در این پژوهش، سفتی نانوکامپوزیت‌ پلیمر- رس با استفاده از مدل‌های موری- تاناکا، المان محدود دو بعدی و سه بعدی شبیه‌سازی شده است. لایه‌های رس در درون زمینه پلیمری به دو صورت موازی و پراکنده‌ی تصادفی نسبت به جهت بارگذاری پخش شده‌اند. اثر عوامل ریزساختاری شامل کسر حجمی رس، مدول الاستیک رس و فاز میانی، ضخامت فاز میانی، نسبت ظاهری لایه‌های رس و جهت‌گیری لایه‌ها بر مدول الاستیک نانوکامپوزیت توسط مدل المان محدود بررسی شده است. مقایسه نتایج شبیه‌سازی با نتایج تجربی نشان داد که نتایج مدل موری- تاناکا به نتایج تجربی نزدیک‌تر بوده است. تحلیل‌ نتایج نشان داد که کسر حجمی رس، مدول الاستیک رس، میزان انحراف لایه‌های رس از جهت بارگذاری، نسبت ظاهری لایه‌های رس، ضخامت فاز میانی و مدول الاستیک فاز میانی بر مدول الاستیک نانوکامپوزیت به‌ترتیب بیشترین اثر را داشته‌اند.

---

در این پژوهش از روش انفجار الکتریکی سیم برای تولید نانوکامپوزیت آلومینیوم-CNT در محیط استون استفاده شد. به‌منظور سنتز نانوکامپوزیت آلومینیوم-CNT، ابتدا نانولوله­های کربنی توسط دستگاه فراآوا در استون پخش شدند. سپس سیم آلومینیومی در این محیط منفجر شد. نمونه­های سنتز شده به‌منظورمشخصه­یابی تحت آزمون­های طیف سنجی FTIR وTEM قرار گرفتند. نتایج نشان داد که نانوذرات سنتز شده کروی شکل و دارای میانگین اندازه ذرات 4 نانومتر هستند. هم‌چنین نانوذرات تولید شده در استون پایدار ماندند. نتایج نشان داد که برهم‌کنش خوبی بین نانوذرات آلومینیوم و نانولوله­های کربنی در محیط استون وجود دارد. در نهایت می­توان نتیجه گرفت که استون، محیطی مناسب برای سنتز نانوکامپوزیت آلومینیوم-CNT است چون در این محیط کامپوزیتی یکپارچه با توزیع مناسب نانوذرات به‌دست می­آید.

---

---

در این پژوهش پوشش کامپوزیتی نانوساختار FeAl/Al₂O₃ به‌روش آسیا‌کاری مکانیکی از طریق یک واکنش مکانوشیمیایی بر سطح زیرلایه فولاد کربنی پوشش داده شد. مواد اولیه مصرفی Fe، Al و Fe₂O₃ به میزان استوکیومتری به همراه زیرلایه و گلوله‌هایی به قطر چهار میلی‌متر در یک آسیای ارتعاشی پرانرژی تا 22 ساعت تحت آسیا‌کاری قرار گرفت. برخی از نمونه‌های آسیا شده به مدت زمان یک و سه ساعت در دمای773 کلوین آنیل شدند. آزمون‌های پراش پرتو ایکس (XRD)، میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM)، ریزسختی سنج و زبری سنج جهت ارزیابی مکانیزم واکنش مکانوشیمیایی و همچنین مشخصه‌یابی پوشش مورد استفاده قرار گرفت. واکنش مکانوشیمیایی در حین عملیات آسیا‌کاری پس از 14 ساعت شروع و منجر به تشکیل جزئی نانوکامپوزیت FeAl/Al₂O₃ شد. افزایش زمان آسیا‌کاری تا 18 ساعت سبب افزایش مداوم ضخامت پوشش تا 80 میکرومتر گردید و ادامه فرایند آسیا‌کاری پس از آن موجب کندگی موضعی پوشش و ایجاد ترک در ساختار آن شد. ریزسختی پوشش 18 ساعت آسیا شده معادل 1050 ویکرز تعیین شد. آنیل در دمای 773 کلوین به مدت سه ساعت موجب تکمیل واکنش و سنتز پوشش نانوکامپوزیتی FeAl/Al₂O₃ شد. نتایج نشان داد که عملیات آنیل سبب افزایش سختی پوشش به 1200 ویکرز و بهبود قابل ملاحظه چسبندگی پوشش شد.
 

---