مواد و فناوری‌های پیشرفته

مواد و فناوری‌های پیشرفته

تاثیر درصد گرافن بر خواص مکانیکی نانو کامپوزیت مس/گرافن

نویسندگان
سید حمید دانشمند 1
محمد ذاکری 2
تقی شجاعی 3
علی محمد بیگی 1
علی نظری 4
1 کارشناسی ارشد، گروه مهندسی مواد، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه آزاد اسلامی، ساوه، ایران
2 استادیار، پژوهشکده سرامیک، پژوهشگاه مواد و انرژی، کرج، ایران
3 دانشجوی دکتری، گروه هوافضا، دانشگاه جامع امام حسین (ع)، تهران، ایران
4 استادیار، گروه مهندسی مواد، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه آزاد اسلامی، ساوه، ایران
10.30501/jamt.2635.70250
چکیده
در این تحقیق، برای بررسی خواص مکانیکی نانوکامپوزیت مس/گرافن  با استفاده از فرآیند آلیاژسازی مکانیکی و پرس سرد از طراحی آزمون تاگوچی استفاده شده است که متغییر هایی نظیر درصد گرافن، زمان آسیاب کاری، فشار پرس و دمای تف جوشی در این تحقیق بکار برده شده است.در این مقاله تاثیر درصد گرافن بر خواص مکانیکی نانو کامپوزیت مس/گرافن مورد بررسی قرار گرفته است. برای این منظور عملیات آلیاژسازی مکانیکی پودر­های مذکور به مدت حداکثر 20 ساعت درون آسیاب گلوله­ای سایشی و تحت محیط گاز آرگون انجام شد. برای بررسی مورفولوژی ذرات پودر از میکروسکوپ الکترونی روبشی، آنالیز مخلوط پودری از الگوی پراش پرتو X و برای ردیابی گرافن از طیف سنج آنالیز رامان استفاده شده است. نتایج بدست آمده نشان دهنده بهبود خواص مکانیکی می باشد به صورتی که بالاترین استحکام فشاری(MPa562) در میزان 5/0 درصد گرافن و بالاترین سختی(BHN3/63) در میزان 2/0 درصد گرافن به دست آمد.
کلیدواژه‌ها
نانوکامپوزیت مس/گرافن
آلیاژسازی مکانیکی
خواص مکانیکی

عنوان مقاله English

The effect of graphene percent on mechanical properties of Cu/graphene nanocomposites

نویسندگان English

S.H. Daneshmand 1
M. Zakeri 2
T. Shojaee 3
A. Mohammad beigy 1
A. Nazari 4
1 Department of Materials Engineering, Islamic Azad University, Saveh, Iran
2 Institute of Ceramics, Materials and Energy Research Institute, Karaj, Iran
3 Aerospace Faculty, University of Imam Hussain (AS), Tehran, Iran
4 Department of Materials Engineering, Islamic Azad University, Saveh, Iran
چکیده English

In this study, to investigate the mechanical properties of Cu / graphene nanocomposite using by mechanical alloying process of cold pressing of the Taguchi experimental design is used when variables such as percentage of graphene, milling time, pressure pressing and sintered temperatures used in this study. In this article the effect of graphene on the mechanical properties of copper / graphene nanocomposite has been studied. For this operation, the mechanical alloying powders in a ball mill for 20 hours maximum wear under argon atmosphere was carried out. Powder particle morphology by scanning electron microscopy, X-ray diffraction analysis of the powder mixture model and Raman spectra analyze has been used for graphene detect. According to the results mechanical properties are improved such that the highest compressive strength (MPa562) and highest hardness (3/63 BHN) are achieved in the Al composite reinforced with5/0 % and 2/0 % graphene respectively

کلیدواژه‌ها English

Cu/Graphene nanocomposites
mechanical alloying
Mechanical properties
  1. William F . Smith Mc Graw Hill Structure and Properties of Engineering Material 1987.
  2. V.Rajkovic, D.Bozic and M. T. Jovanovic, Material and Design, Vol. 31, pp. 2010.
  3. Geim , A. K. and K. S. Novoselov .The rise of graphene . Nature Materials 2007.
  4. Compiled by the class for Physics of the Royal Swedish Academy of sciences .Scientific background on the Nobel prize in physics GRAPHENE. 2010.
  5. Robertj,young,Ian A. Kinloch , Lei Gong , Kostya S. Novoselov.The mechanics of graphene nano composites : A  review 2010.
  6.  تقی اسکویی م – ماهنامه فناوری -روند تحقیقات در زمینه گرافن پیاپى149. 12، اسفند 1388 - شماره هشتم سال نانو.
  7. 7. Robertj,young,Ian A. Kinloch, Lei Gong, Kostya S. Novoselov. The mechanics of graphene nano composites: A review, 2010.
  8. Shu-Wei Chang, Arun K Nair and Markus J Buehler. Geometry and temperature effects of the interfacial thermal conductance in copper– and nickel–graphene nanocomposites, 2012.
  9. Stephen F. Bartolucci, Joseph. Paras, Mohammad A. Rafiee, Javad Rafiee, Sabrina Lee, DeepakKapoor,Nikhil Koratkar.Graphene–aluminum nanocomposites, 2011.
  10. Yang K., E. Teo, and F. K. Fuss; “Application of Taguchi method in optimization of cervical ring” cage J. Biomech. In press, 2007.
  11. G.K.Williamson and W.H.Hall , “ X-Ray line broadening from filed Alminium and wolfram”, Acta Metallurgica. 1, Jan 1953, 22-31.
  12. William E. Luecke and Stephen M. Graham and Matthew A. Adler Repeatability and reproducibility of compression strength measurements conducted according to ASTM E9 2010.
  13. S.-L. Zhang, Y.-T. Zhao, G. Chen, X.-N. Cheng, Q.- X. Dai, J. A.C. 429, 2007.
  14. محمدحسین، عنایتی، "مواد نانو ساختار" دانشگاه صنعتی اصفهان، 1386 .
  15. 15. Park , Ohio ASM HandBook ,"Composites" ASM Internationals. Material, 21, 1990, 51-55 
مواد و فناوری‌های پیشرفته
دوره 3، شماره 1
بهار 1393
صفحه 37-43

  • تاریخ دریافت 07 شهریور 1392
  • تاریخ بازنگری 21 دی 1392
  • تاریخ پذیرش 22 دی 1392