در این پژوهش، سعی شد تا به وسیله ی افزودن مستقیم ذرات نرم و درشت به ریزساختار آلیاژ آلومینیومی فوق ریزدانه، در عین حفظ استحکام، انعطاف پذیری آن افزایش یابد. برای ایجاد ریزساختاری با توزیع اندازه ی دانه ی دوگانه، پودر پیش آلیاژی al6063 از طریق فرآیند آسیاب پرانرژی، آسیاب شده و پودر آسیاب نشده از همان آلیاژ با درصدهای حجمی مختلف به پودر آسیاب شده افزوده شده و به کمک عملیات اکستروژن داغ، منسجم سازی شد. مهم ترین نتایج حاصل از این پژوهش به شرح ذیل خلاصه می شوند: 1. ریزساختاری با توزیع اندازه ی دوگانه با اندازه ی دانه ی متوسط mµ 63/0 در زمینه ی فوق ریزدانه و با اندازه ی دانه ی متوسط حدود mµ 5 در نواحی درشت دانه تشکیل شد. کسر حجمی مرزهای بزرگ زاویه در نواحی ufg بیش تر از نواحی cg است. 2. به کمک تولید نمونه های bimodal، انطاف پذیری بالا در عین حفظ استحکام بالا در آلیاژ al6063 حاصل شد. افزایش انعطاف پذیری در ریزساختار bimodal به وجود مناطقی نرم در ریزساختار که موجب کند شدن نوک ترک ها و کاهش تمرکز تنش در این مواضع می شوند، مربوط می شود. 3. تغییرات استحکام و انعطاف پذیری نسبت به درصد حجمی نواحی cg تا 30 درصد حجمی به صورت خطی بوده، ولی در درصدهای بالاتر از یک روند خطی پیروی نمی کند. بهینه ترین ریزساختار bimodal برای آلیاژ al6063 به لحاظ استحکام و انعطاف پذیری، با افزودن 30 درصد حجمی از فاز نرم به ریزساختار فوق ریزدانه حاصل شد. 4. نتایج تجربی و شبیه سازی المان محدود نشان دادند که ترک ها در ریزساختار bimodal معمولا از فصل مشترک نواحی cg با زمینه ی ufg به دلیل اختلاف کرنش پلاستیکی آن ها آغاز شده و در زمینه ی ufg پیش روی می کنند و از سوی دیگر با رسیدن به ناحیه ی cg انتهای آن ها کند شده و تقریباً متوقف می شوند. در نهایت پس از جدایش دانه های ufg، نواحی cg پس از تغییر شکل پلاستیک زیاد و گلویی دادن، دچار شکست می شوند. 5. تنش تسلیم ریزساختارهای bimodal به خوبی توسط اصل برهم نهی مکانیسم های استحکام بخشی مرز دانه های بزرگ زاویه، مرز دانه های کوچک زاویه و رسوبات، و با در نظر گرفتن جداگانه ی نقش نواحی cg و ufg در استحکام بخشی ریزساختار bimodal، قابل پیش بینی است.

نانوکامپوزیت های مس-آلومینا به دلیل دارا بودن سختی و استحکام بالای مربوط به فاز آلومینا و همچنین هدایت الکتریکی مطلوب مربوط به فاز مس، در سال های اخیر به شدت مورد توجه قرار گرفته اند. افزودن فاز آلومینا به زمینه مس، تاثیر منفی روی خواص الکتریکی نانوکامپوزیت تولیدی دارد، اما باعث بهبود خواص مکانیکی آن می شود. با دست یابی به ترکیب بهینه ای از خواص الکتریکی و مکانیکی، می توان نانوکامپوزیت های مس-آلومینا را به عنوان الکترودهای جوشکاری نقطه ای و مقاومتی، اجزای ترمزهای اصطکاکی و سایر موارد مورد استفاده قرار داد. در این پژوهش، پودرهای نانوکامپوزیت مس-آلومینا به دو روش ترموشیمیایی و آلیاژسازی مکانیکی و با محتوای آلومینای 1، 3، 5 و 7 درصد وزنی سنتز شده و سپس عملیات پرس سرد و تف جوشی در شرایط مختلف، روی پودرها انجام پذیرفت. به منظور انتخاب درصد وزنی بهینه آلومینا، 4 درصد وزنی مختلف از این ماده مورد استفاده قرار گرفت. پس از تعیین درصد وزنی بهینه برای آلومینا، دو متغیر دما و زمان تف جوشی نیز با انتخاب دماها و زمان های مختلف بهینه سازی شدند. فرایند بهینه سازی براساس خواص نانوکامپوزیت شامل هدایت الکتریکی، سختی و چگالی انجام شد. پودرهای سنتز شده با درصدهای مختلف آلومینا با دستگاه پراش اشعه ایکس (xrd) مورد ارزیابی قرار گرفتند. بررسی های ریزساختاری نیز توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی (sem) انجام پذیرفت. با افزایش درصد آلومینا در نانوکامپوزیت، سختی افزایش یافته و هدایت الکتریکی کاهش پیدا کرد. نانوکامپوزیت حاوی 3 درصد وزنی آلومینا، بهترین نتایج مربوط به سختی و هدایت الکتریکی را از خود نشان داد. دما و زمان بهینه تف جوشی نیز به ترتیب برابر با °c 900 و 90 دقیقه بود. سختی و هدایت الکتریکی نمونه نانوکامپوزیتی حاوی 3 درصد وزنی آلومینا تولید شده به روش ترموشیمیایی، در این دما و زمان به ترتیب برابر با 85 برینل و iacs 7/64% بود. این مقادیر برای نانوکامپوزیت های تولید شده به روش مکانیکی برابر با 152 برینل و iacs 7/51% بود.

در این تحقیق، نانومیله های اکسید روی (zno) به روش هیدروترمال بر روی فویل روی (zn) رشد داده شده و اثر پارامترهای دما، زمان، غلظت محلول و کاشت جوانه بر فرآیند رشد و مورفولوژی نانومیله ها مورد بررسی قرار گرفته است. همچنین برای افزایش بازده فرآیند فوتوکاتالیستی، از کامپوزیت سازی با اکسید گرافن احیاء شده (rgo) بهره گرفته شده است. بدین منظور، ابتدا گرافیت با استفاده از یک روش بهبود یافته ی هامرز (hummers) اکسید و سپس به کمک امواج فراصوت در اتانول متورق و معلق شده است. اکسید گرافن تولید شده با روش احیاء فوتوکاتالیستی روی نانومیله های اکسید روی احیاء و به آن متصل شده است. مشخصه یابی نانوکامپوزیت سنتز شده با استفاده از روش های پراش اشعه ی ایکس (xrd)، طیف سنجی لومینسانس نوری (pl) و میکروسکپ الکترونی روبشی(sem) صورت پذیرفته و رفتار فوتوکاتالیستی آن، با بررسی تجزیه ی ماده رنگزای صنعتی اسید اورنج 7 (ao7) توسط طیف سنجی مرئی-فرابنفش (uv-vis) مورد ارزیابی قرار گرفته است. کاشت جوانه های zno بر روی فویل zn پیش از فرآیند رشد هیدروترمال به افزایش تراکم نانومیله ها و جهت گیری آنها کمک شایانی کرده است. افزایش ph محلول رشد هیدروترمال تا حدود 11، به رشد جهت دار و پس از آن به خوردگی فویل zn منجر شده است. نانومیله های تولید شده در دماهای پائین (حدود °c90) تراکم کم و قطر نسبتاً زیادی (300 نانومتر) دارند لیکن با افزایش دما قطر آنها کمتر (200 نانومتر) و تراکمشان بیشتر شده است. افزایش زمان فرآیند رشد هیدروترمال نیز به کاهش قطر و افزایش طول نانومیله ها انجامیده است.کامپوزیت سازی نانومیله های zno با rgo به کاهش 41 درصدی زمان مورد نیاز برای تجزیه ی 85% از رنگ منجر شده است. علاوه بر افزایش بازده، کامپوزیت سازی با rgo باعث کاهش خوردگی نوری zno و افزایش قابلیت استفاده ی مجدد از آن شده است.

ریخته گری ، آلومینیوم خالص ، تلاطم مذاب ، ارتفاع راهگاه بارریزی ، فیلم های اکسیدی