سنتز پودر مس با ساختار نانو بلوري به روش مکانيکي در دانشگاه تهران
از جمله روشهاي توليد مواد نانوساختار، روش آلياژ سازي مکانيکي است. اين روش نسبت به ساير روشها داراي مزاياي بسياري است که از آن جمله ميتوان به ارتقاء سطح خواص مکانيکي محصول (همچون سختي)، توليد محصول در دماي محيط، عدم نياز به فرآيند ذوب و ريخته گري، استفاده از تجهيزات ساده و ارزان و حجم بالاي ماده توليدي در حالت جامد اشاره کرد.
مهندس سعيد شيباني دانشآموخته دانشکده مهندسي متالورژي و مواد دانشگاه تهران، طي يک پروژه کارشناسي ارشد موفق به سنتز پودر مس با ساختار نانو بلوري به روش مکانيکي (آسيا کاري) شده است.
مهندس شيباني در مصاحبه با بخش اخبار ستاد ويژه توسعه فناوري نانو در خصوص اين طرح ميگويد: "در اين تحقيق، نانوذرات مس در دو فاز مختلف توليد شدهاند. در فاز اول اکسيد مس با کربن گرافيت در يک آسياي پر انرژي سيارهاي تحت عمليات احياي مکانيکي- شيميايي قرار گرفتند. فراوردههاي توليدي از اين فرآيند عبارتند از مس، مونوکسيد کربن و دي اکسيد کربن که بعد از باز کردن در محفظه آسيا، گازها خارج شده و مس توليدي به حالت نانو پودر در محفظه باقي ماند. در اين فاز به منظور بهينهسازي فرآيند، تاثير پارامترهاي موثر همچون نوع آسيا، نسبت وزني گلوله به پودر، زمان آسيا کاري و استفاده از اسيد استئاريک به عنوان عامل کنترل کننده فرآيند در تغييرات فازي و ساختاري محصول مورد مطالعه قرار گرفتهاند. براي توليد قطعه از نانوپودر توليدي، نانوذرات مس در قالبهاي مشخص پرس شده و در کوره تحت خلاء در دماي مناسب قرار داده شدند. در اين فرآيند تک مرحلهاي، اندازه متوسط کريستالهاي مس تهيه شده پس از 30 ساعت آسيا کاري به حدود 27 نانومتر ميرسد.
در فاز بعدي، مقداري اسيد استئاريک نيز به مخلوط اکسيد مس و کربن گرافيت اضافه شد که نتايج حاصله در اين مرحله گوياي اين مطلب بود که اسيد استئاريک با چرب کردن سطح نانو پودرها، عليرغم طولاني شدن فرآيند، باعث کاهش اندازه کريستالها و ايجاد محصولي يکنواخت و ريزتر ميشود. علاوه بر اينکه استحکام و سختي نانوپودر توليدي با استفاده از اسيد استئاريک نسبت به نمونههاي آزمايشي ديگر بالاتر است".
نانوپودر مس پتانسيل کاربري بسياري دارد که از آن جمله ميتوان به چسبهاي هادي الکتريکي، جوهرهاي مدار چاپي و بهبود هدايت حرارتي سيالهاي هادي گرما (مانند آب و اتيل گليکول) و صنايع ميکرو الکترونيک (توليد انواع خازن، الکترود و ترمينالها) اشاره نمود. مهندس شيباني معتقد است علاوه بر کاربردهاي خاص ياد شده، آنچه که نانو پودر مس را از ساير نانو پودرها متمايز ساخته، فرآوري آسان و خواص منحصر به فرد آن ميباشد. شايان ذکر است که روش حاضر در داخل کشور ثبت اختراع شده است.
ايشان چاپ مقاله در مجلههاي بينالمللي را گام مهمي در رشد علمي کشور دانستند، اما گام مهمتر را کاربردي نمودن و استفاده علمي از اين پژوهشها در کشور و رفع موانع موجود در زمينههاي مختلف عنوان کرده و افزودند: "ابتدا بايستي چالشهاي قابل رفع بوسيله نانوفناوري مشخص گردد و سپس انتخاب موضوع پژوهش، بويژه در مراکز دانشگاهي، در آن حيطه صورت پذيرد. انجام پژوهشهاي کاربردي به سبب هزينههاي بالاتر آنها، مستلزم حمايت اقتصادي صنايع و سازمانهاي از مراکز دانشگاهي است". وي عدم دسترسي به دستگاه آناليز حرارتي DTA يا DSC تحت خلاء و ابزار پرس کاري گرم (hot pressing) را از جمله مشکلهاي اين طرح بيان کرد.
مهندس شيباني ضمن تشکر از حمايتها و تشويقهاي ستاد خواستار برقراري ارتباط ميان صنايع و مراکز دانشگاهي بوسيله ستاد شدند. ايشان از پيامدهاي اين طرح به هدفمند شدن موضوعهاي پژوهشي و هدايت پژوهشها به سوي مباحث اولويتدار و کاربردي اشاره کردند.
وي در پايان از همکاري آقايان دکتر ابوالقاسم عطايي، دکتر سعيد حشمتمنش و مهندس غلامرضا خياطي تشکر و قدرداني نمودند. نتايج اين پژوهش که از حمايتهاي تشويقي ستاد بهرهمند شده در مجله material letters (شماره 61 ، صفحه 3204,3207 ، سال 2007) منتشر شده است
| منبع | ستاد ويژه توسعه فناوري نانو |
خدای را سپاسگزارم که به من فرصت داد تا بتوانم به وسیله این وبلاک با بندگانش ارتباط برقرار کرده و همچنین معلوماتم را نشر دهم .برای همه بازدیدکنندگان ارزوی توفیق را از خدای منان دارم.