| تاریخ ارسال: 1399/10/14 |
چاپ سه¬بعدی بهبود یافته برای کامپوزیت¬های هوافضا با استفاده از افزودنی نانوکربن از ضایعات نفت پژوهشگران NUST MISIS با افزایش ۵/۱ برابری سختی محصولات، فناوری چاپ سهبعدی از آلومینیوم را بهبود بخشیدهاند. افزودنی نانوکربن به پودر آلومینیومی که آنها تولید کردهاند، از محصولات فرآوری گاز نفت مرتبط به دست میآید و کیفیت کامپوزیتهای هوافضای چاپ سهبعدی را بهبود میدهد.
امروزه زمینهی اصلی کاربرد چاپ سهبعدی آلومینیوم، ایجاد قطعات با فناوری پیشرفته برای صنایع هوانوردی و فضایی است. وجود حتی کوچکترین عیب در ساختارهای چاپی، برای ایمنی فناوری ایجاد شده بسیار مهم است. به گفتهی پژوهشگران NUST MISIS، خطر اصلی این عیوب، تخلخل زیاد مواد است که به دلایل دیگری مانند کیفیت پودر آلومینیوم اصلی ایجاد میشود. برای اطمینان از ریز ساختار یکنواخت و متراکم محصولات چاپی، پژوهشگران آزمایشگاه MISIS Catalis اضافه کردن نانوالیاف کربن را به پودر آلومینیوم پیشنهاد کردند.
با استفاده از این افزودنی اصلاح کننده، امکان اطمینان از تخلخل کم ماده و افزایش سختی آن به میزان ۵/۱ برابر ممکن میشود.
رئیس آزمایشگاه، استاد NUST MISIS، دکتر Alexander Gromov میگوید: «تغییر ترکیب شیمیایی و فازی پودر برای چاپ، با وارد کردن اجزای اضافی به ماتریس اصلی باعث بهبود خواص آن میشود. به طور خاص، نانو الیاف کربن از هدایت حرارتی بالایی برخوردار هستند که به کاهش گرادیان دمایی بین لایههای چاپ شده در حین سنتز محصول در مرحلهی ذوب لیزری انتخابی کمک میکنند. به لطف این مسئله، میتوان کاملاً ناهمگنیهای ریزساختار ماده را از بین برد.»
فناوری سنتز افزودنیهای نانوکربن که توسط تیم تحقیقاتی توسعه یافتهاست شامل روشهای رسوب شیمیایی، اولتراسونیک و عملیات حرارتی مادون قرمز است. نانو الیاف کربن استفاده شده باید محصول جانبی فرآوری گاز نفت مرتبط باشند.
در طی تجزیه کاتالیستی، کربن به صورت نانوالیاف روی ذرات فلزی پراکندهی کاتالیست، تجمع مییابد. معمولاً در حال حاضر، گازهای همراه به سادگی در زمینه سوزانده میشوند که این امر به محیطزیست آسیب میرساند.
بنابراین، پروفسور Gromov میگوید که استفاده از روش جدید همچنین دارای اهمیت جدی زیست محیطی است. این مطالعه به طور مشترک با متخصصان Boreskov Institute of Catalysis SB RAS انجام شدهاست.
در آینده، تیم پژوهشی قصد دارد شرایط بهینه برای ذوب لیزری انتخابی پودرهای کامپوزیتی جدید را تعیین کند و همچنین یک فناوری برای استفاده پس از فرآوری و استفاده صنعتی از محصولات سنتزشده، توسعه دهد.
گردآورندگان: دکتر آدرینه ملک خاچاطوریان- مهندس ریحانه گودرزی
منبع:
https://nano-magazine.com/news/۲۰۲۰/۱۱/۲۷/improved-۳d-printing-for-aerospace-composites-using-nanocarbon-additives-from-oil-waste