خانه صنعت، معدن و تجارت استان تهران
نوشته های مرتبط
شاید بتوان منشأ تاریخی استفاده از عملیات مکانیکی را به انسان‌های ماقبل تاریخ نسبت داد. از عملیات مکانیکی آن دوران می‌توان به کشف آتش به کمک اصطکاک یا انحلال نمک با ساییدن و آسیاب‌کاری اشاره کرد اما آلیاژسازی و فعالسازی مکانیکی برای نخستین بار در دهه ۷۰ میلادی برای تولید آلیاژهای مقاوم شده با ذرات پراکنده اکسیدی با قابلیت کار در دمای بالا مانند صنایع هوافضا مطرح شد.
پس از آن پژوهش‌های گسترده‌ای در تولید مواد پیشرفته مانند آلیاژهای غیربلوری با استفاده از این روش انجام شد و زمینه‌ای نوین در مهندسی و علم مواد پدید آمد. در سال ۱۹۸۷ میلادی برای نخستین بار مواد نانوبلوری با روش آلیاژسازی مکانیکی تهیه شد.
مواد با ساختار نانومتری به موادی اطلاق می‌شود که حاوی دانه‌ها یا بلورهایی با اندازه کمتر از ۱۰۰ نانومتر باشند. در این مواد کسر زیادی از اتم‌ها در مرزدانه‌ها واقع شده و به علت برخورداری از چنین ساختار منحصربه‌فردی در مقایسه با موادی با اندازه دانه بیش از یک میکرون دارای خواص فیزیکی، شیمیایی، مکانیکی و مغناطیسی ویژه‌ای هستند. ازجمله این خواص می‌توان به استحکام بیشتر، سختی بالاتر، نفوذپذیری بیشتر و درنتیجه زمان تف‌جوشی کمتر اشاره کرد.
فعالسازی مکانیکی
برای انجام این فرآیند باید پودر فلز یا آلیاژ مورد نظر را درون محفظه‌هایی که با گلوله‌های سخت پر شده‌اند، ریخت. در اثر برخورد گلوله‌ها و محفظه با ذرات پودر به‌تدریج اندازه دانه‌های ماده مورد نظر کاهش پیدا می‌کند و درنهایت به اندازه‌های نانومتری می‌رسد. از آنجایی‌که در هنگام انجام فرآیند آلیاژسازی و فعالسازی مکانیکی انرژی زیادی روی ذرات پودر اعمال می‌شود و به طور کلی به سبب تغییر شکل پلاستیک شدید ذرات پودر هنگام آلیاژسازی مکانیکی، بلورها به شدت کرنش‌دار شده و با ادامه آسیاب‌کاری درنهایت ذرات پودر به دانه‌های فرعی با ابعاد نانومتری تبدیل می‌شوند. در مقایسه با پودرهای نانوبلوری تهیه شده به روش‌های معمولی هرگاه این ذرات پودر به روش‌های گرم فشرده شوند، ساختار نهایی قطعه حاوی دانه‌های نانومتری به‌طور تقریبی عاری از نابجایی است. به عبارت دیگر نواحی نانوبلوری در پودرهای تهیه شده به روش آلیاژسازی مکانیکی به‌وسیله مرزهایی با چگالی زیاد نابجایی‌ها جدا شده‌اند و خواص نهایی نانوپودرهای تهیه شده با آلیاژسازی مکانیکی نسبت به نانوپودرهای به‌دست آمده از روش‌های معمول متفاوت است. در این حالت به‌طور تقریبی ۵۰درصد اتم‌ها در مرزدانه‌ها قرار دارد که این موضوع موجب تغییرات زیادی در خواص مکانیکی و فیزیکی می‌شود.
این فرآیند اغلب به منظور جلوگیری از آلودگی‌های محیط اطراف در اتمسفر خنثی انجام شده و برای تهیه پودرهای فلزی و سرامیکی در حالت جامد استفاده می‌شود. جوش سرد و شکست دو پدیده عمده در آلیاژسازی مکانیکی هستند. فرآیند آلیاژسازی تا زمانی ادامه می‌یابد که نرخ جوش خوردن با شکست به تعادل برسد.
انواع روش‌های آلیاژسازی
از آنجایی که ابزار مورد استفاده برای آلیاژسازی و فعالسازی مکانیکی اغلب آسیاب‌های مختلف است به این روش آسیاب‌کاری مکانیکی نیز گفته می‌شود. به‌طور کلی انواع مختلفی از آسیاب‌ها وجود دارد که از لحاظ ظرفیت، بازده و تجهیزات اضافی برای گرم و سرد کردن با یکدیگر متفاوتند. بنابراین انتخاب نوع آسیاب و آگاهی از ویژگی‌های مربوط به آن از نخستین مراحل فرآیند آسیاب‌کاری و آلیاژسازی مکانیکی است. با وجود این تفاوت‌ها اصول کلی عملیات در همه آنها یکسان است و ذرات پودر به‌طور مداوم در معرض جوش سرد و خردایش قرار می‌گیرند.
