محقق ایرانی کارایی فوم‌های فلزی کامپوزیت را افزایش داد

به گزارش خبرگزاری مهر به نقل از نیواطلس، فوم های فلزی کامپوزیت(CMF) مواد جالبی هستند که مزایای زیادی نسبت به فلزات جامد معمول دارند. هرچند جوش دادن CMF ها چالش هایی دربر دارد. اکنون گروهی از محققان با همکاری افسانه ربیعی محقق ایرانی دانشگاه ایالتی کارولینای شمالی راه حلی برای این مشکل یافته اند.

به طور معمول CMFها شامل کره هایی توخالی هستند که از یک نوع فلز ساخته می شوند و شبکه ای جامد از همان فلز یا یک فلز دیگر داخل آنها قرار داد. آنها به نوعی شبیه یک شکلات مغز دار هستند.

یکی از بزرگترین جذابیت های این مواد آن است که سبکتر از فلزات جامد معمولی هستند و همزمان قدرتی مشابه آنها دارند. طی سال های اخیر از آنها برای مسدودسازی اشعه ها و عایق در مقابل حرارت ها بالا استفاده شده است. اما متاسفانه هنگامیکه قطعات جداگانه CMF با استفاده از روش های معمول بهم جوش داده می شوند، هنگامیکه به نقطه جوش می رسند، ویژگی های مطلوب خود را از دست می دهند.

ربیعی که پروفسور مهندسی مکانیک و هوافضا در دانشگاه کارولینای شمالی است، در این باره می گوید: روش های معمول جوش دادن از یک فیلر برای متصل کردن دو تکه فلز استفاده می کند. این امر چالش برانگیز است زیرا فلزی که برای چسباندن دو قطعه CMF به کار می رود، جامد است و بنابراین ویژگی های مورد نظر دو قطعه CMF را ندارد.علاوه بر آن در روش جوش دادن که از حرارت مستقیم برای ذوب کردن فلزات استفاده می شود، تا حدی تخلخل موجود در CMF را از بین می برد و پر می کند.

ربیعی و همکارانش در جستجو برای یک روش جایگزین یک روش کمتر استفاده شده را به نام جوش القایی بررسی کردند. در ظاهر این روش از جریان الکتریکی فرکانس رادیویی برای انرژی بخشیدن به یک سیم پیچ القایی استفاده می کند و یک میدان الکترومغناطیس با فرکانس بالا به وجود می آورد که سبب می شود فلزات خاصی داغ شوند و به نقطه جوش برسند.

آزمایش ها نشان داد تخلخلCMF به سود روش جوش القایی کار می کند. نخست آنکه میدان الکترومغناطیسی توانست به عمق ماده نفوذ کند زیرا ماده جامد کمتری وجود داشت. علاوه بر آن فضاهای خالی در CMF از گسترش گرما به محل جوش جلوگیری کردند و بنابراین ماده فقط در نقطه اتصال ذوب شد.

ربیعی در این باره می گوید: این گامی مهم است زیرا ویژگی های CMF ها، موارد کاربرد آنها را به میزان قابل توجهی افزایش می دهد. اما اهمیت زیادی دارد که ابزارهای جوشی در اختیار داشت که اجزای CMF بدون از بین بردن ویژگی های آنها بهم بچسباند.