به گزارش ایسنا، بشر مدت‌های طولانی درصدد ایجاد خلل و فرج دلخواه درون مواد فلزی بوده است، اما امروزه با پیدایش کاربردهای گسترده در این زمینه تهیه و تولید این مواد به‌ صورت تخصصی توسط محققان دنبال می‌شود.

در دهه‌ اخیر یک دسته از فلزات سلولی با نام فوم فلزی با خواص مکانیکی، حرارتی، الکتریکی و صوتی جدید مطرح شده‌اند و جذابیت بسیاری یافته‌اند. فوم فلزی به سبب استحکام، سبکی، خاصیت جاذب انرژی ضربه یا صوت، ضریب انتقال بالا و حتی روغن‌کاری خودکار قطعات کاربرد فراوانی در صنایع پیشرفته دارد.

آلومینیوم شاید اولین و اصلی‌ترین ماده‌ای باشد که فوم آن ساخته شده است و کاربرد بسیاری در صنایع مختلف از جمله اتومبیل و  هوافضا دارد.

دکتر سیدمهدی حسینی، مجری طرح از اجرای تحقیقاتی در این زمینه خبر داد و گفت: در این طرح با هدف افزایش کارایی فوم‌های آلومینیومی از نانوذرات سیلیسیم کاربید استفاده شده و این نانوذرات به ‌صورت یکنواخت در زمینه‌ فلزی به کمک یک فرایند مکانیکی- حرارتی پراکنده شده است.

وی ادامه داد: با اعمال نانوذرات سیلیسیم کاربید درون زمینه‌ فلزی، نسبت استحکام به وزن قطعه‌ نهایی به ‌طور قابل‌ توجهی افزایش می‌یابد که این موضوع کاهش مصرف فوم و متعاقب آن کاهش هزینه را در پی خواهد داشت.

حسینی با بیان اینکه فوم‌های فلزی دارای ساختار سلولی هستند، یادآور شد: پارامترهای مربوط به این ساختار سلولی خواص مکانیکی قطعه‌ نهایی را مستقیماً تحت تأثیر قرار می‌دهند.

به گفته وی ماده‌ اولیه‌ فوم‌های تولید شده در این طرح به ‌وسیله فرایند پیوسته نورد و عملیات حرارتی تولید شده‌اند و در حین فرایند تولید فوم یکسری جوانه حفرات درون قطعه تشکیل می‌شوند که این حفرات منشأ تولید ساختار سلولی نهایی هستند.

این محقق با تاکید بر اینکه میزان استحکام دیواره‌ سلول‌ها نقش تعیین‌ کننده‌ای در خواص مکانیکی نهایی فوم ایفا می‌کند، یادآور شد: در این پژوهش تأثیر حضور نانوذرات سیلیسیم کاربید بر ساختار فوم آلومینیومی مورد بررسی قرار گرفت.

حسینی با اشاره به مراحل اجرای این تحقیقات خاطر نشان کرد: پس از تولید ماده پیش‌ ساخته فوم از طریق نورد پیوندی و عملیات پیوسته حرارتی با انجام فرایند فوم‌سازی در کوره پیش گرم، محصول نانوکامپوزیتی تولید شده جهت ارزیابی‌های فیزیکی و مکانیکی تحت آزمون‌های نانوسختی سنجی، سقوط آزاد، فشار استاتیکی و خمش سه‌نقطه قرار گرفتند. همچنین به‌منظور ارزیابی قابلیت میرا کردن ارتعاشات دینامیکی از آزمون مودال محیطی استفاده شد.

وی افزود: ‌علاوه بر آن به ‌منظور بررسی ساختار سلولی فوم تولید شده و توزیع نانوذرات سیلیسیم کاربید در زمینه آلومینیومی میکروسکوپ الکترونی روبشی مورد استفاده قرار گرفت.

این محقق دانشگاه سمنان حضور و توزیع یکنواخت نانوذرات سرامیکی سیلیسیم کاربید در دیواره‌ سلول‌ها را موجب حذف ترک‌ها در فوم‌های نانوکامپوزیتی نسبت به فوم‌های بدون حضور نانوذرات دانست و اظهار کرد: این موضوع موجب شده تا خواص فشاری دینامیکی به میزان ۴۸ درصد، انرژی جذب‌ شده به میزان ۳۵ درصد و خواص میراگری ارتعاش به میزان ۷۷ درصد نسبت به فوم ساده‌ آلومینیومی بهبود یابد.

وی با بیان اینکه تولید آزمایشی فوم‌های نانوکامپوزیت آلومینیومی با کمک فناوری نانو بهبود یافته است، گفت: این امر موجب بهبود قابلیت ضربه‌گیری آنها شده است؛ از این رو از فوم‌های تولیدی می‌توان در صنایع خودرو و تجهیزات الکترونیکی که در معرض بارهای دینامیکی قرار دارند، استفاده کرد.

نتایج این تحقیقات که حاصل همکاری دکتر سیدمهدی حسینی دانش‌آموخته‌ مقطع دکترای دانشگاه سمنان و دکتر علی حبیب‌الله‌زاده عضو هیأت علمی دانشگاه سمنان است، در مجله Materials Science & Engineering A با ضریب تأثیر ۳٫۰۹۴۴ منتشر شده است.