افزایش خاصیت مکانیکی سرامیک‌ها به کمک فناوری نانو

ژوهشگران دانشگاه علم و صنعت ایران با همکاری محققان دانشگاه‌های EPFL سوئیس و استکهلم سوئد با بهره‌گیری از فناوری نانو، موفق به افزایش شکست بدنه‌های سرامیکی به میزان 3 برابر شدند. به گزارش خبرنگار علمی باشگاه خبرنگاران؛ پژوهشگران دانشگاه علم و صنعت ایران با همکاری محققان دانشگاه‌های EPFL سوئیس و استکهلم سوئد با بهره‌گیری از فناوری نانو، موفق به افزایش شکست بدنه‌های سرامیکی به میزان 3 برابر شدند.
محققان می‌گویند محصول معرفی شده خواص مکانیکی بسیار مطلوبی دارد و در صنایع پیشرفته هوافضا، الکترونیک و مهندسی پزشکی قابل کاربرد خواهد بود.
با وجود ویژگی‌های منحصر به فرد سرامیک‌ها، تردی ذاتی آن‌ها همواره سبب بروز مشکلات فراوان به هنگام کاربرد در صنایع مدرن و سنتی شده است.
استحکام کششی بالا، نسبت طول به قطر زیاد و سایر خواص شناخته شده‌ی نانولوله‌های کربنی، محققان را متقاعد به استفاده از این نانوساختارها، به عنوان عامل تقویت کننده در ساخت ترکیب‌های مختلف، جهت رفع معایب سرامیک‌ها نموده است.
سرامیک اصلاح شده به این روش، از ویژگی‌های چندگانه مفیدی نظیر خواص حرارتی، خواص الکتریکی و خواص زیست سازگازی مناسب برخوردار است. با تولید بدنه‌های سرامیکی به کمک روش پیشنهاد شده در این پژوهش می‌توان به مرتفع شدن مشکلات ایمپلنت‌های سرامیکی و دستگاه‌های حرارتی مورد استفاده در صنایع مختلف امیدوار بود.
به گفته مهدیار طاهری، کارشناس ارشد مواد و متالورژی از دانشگاه علم و صنعت ایران، افزایش چشم‌گیر شکست سرامیک به دلیل تأثیر همزمان حضور نانولوله‌های کربنی در زمینه افزایش اندازه ذرات زیرکونیایی پایدار بوده است. این نانولوله‌ها در کسر حجمی بالا و در یک محیط خشک نیز پراکندگی مناسبی در ماتریس زیرکونیا دارند. بهبود خواص دما بالای این ترکیب و نیز پخت مناسب بدنه‌ها از دیگر نتایج مهم به دست آمده توسط این محققان به شمار می‌رود.
طاهری مراحل انجام این کار را این‌گونه تشریح کرد: «در ابتدا نانولوله‌های کربنی به کمک مخلوط کن توربیولا (Turbula) در زمینه سرامیکی پراکنده شد و به کمک روش نوین پلاسمای جرقه‌ای (SPS) پخت نمونه‌ها انجام گرفت. سپس نمونه‌های تولید شده به کمک دستگاه SEM و TEM مشخصه‌یابی شدند. در نهایت پس از پخت در دماهای مختلف، خواص مکانیکی در دمای محیط (تعیین چقرمگی شکست به روش مخروط فرورونده) و نیز دمای بالا (به کمک روش طیف سنجی مکانیکی) مورد ارزیابی قرار گرفت.