محمد رضا اکبرپور آرباطان

امروزه، فراوری مواد از طریق استفاده از روش های تغییر شکل پلاستیک شدید، ابزاری شناخته شده برای ساخت موادی بسیار ریز دانه با اندازه های دانه در محدوده نانومتر (10-100 نانومتر) و زیر میکرومتر (100- 1000 نانومتر) است. این فرایندها شامل یک سری روش های شکل دهی فلز می شوند که در آنها کرنش های سنگین تحت فشار هیدرواستاتیک بالا، معمولاً در دمای اتاق، به ماده اعمال می شود و منجر به کرنش های انباشته ی بیشتر از 4-6 می گردد. مزیت اصلی روش های تغییر شکل پلاستیک شدید توانایی آنها برای ایجاد دانه های ریز قابل توجه، بدون تغییر ابعاد کلی نمونه است. ریزساختارهای فوق ریزدانه ی حاصل شده با این روش ها، حاوی کسرهای حجمی زیادی مرز دانه های با زاویه بزرگ هستند و این مرزها مسئول خواص فیزیکی، مکانیکی و عملکرد منحصربه فرد مواد تولید شده با این روش ها هستند که با روش های تولید و تغییر شکل سنتی قابل دستیابی نیست. فرآیندهای ترمومکانیکی سنتی، مانند نورد، اکستروژن، آهنگری، پیچش و کشش اغلب توسط توازن بین استحکام و شکل پذیری محدود میگردند که معمولاً در مواد مهندسی قابل مشاهده است. بعبارتی، با این روش ها بهبود همزمان هر دو ویژگی انعطاف پذیری و استحکام میسر نیست، به طوری که افزایش استحکام با روش های سنتی منجر به کاهش شدید انعطاف پذیری مواد می شود. بر خلاف این روش های سنتی، می توان با مهندسی ساختار مواد توسط تغییر شکل پلاستیک شدید به ریزساختارهایی فوق ریزدانه حاوی کسرهای حجمی زیادی مرزهای دانه (یعنی مرزهای با زاویه کوچک و بزرگ) دست یافت و خواص مکانیکی و انعطاف پذیری ماده را با کنترل مرزدانه ها و فصل مشترک ها بهبود بخشید. سنتز هیبریدها و کامپوزیت های زمینه فلزی با استفاده از روش های تغییر شکل پلاستیک شدید از دهه گذشته مورد توجه زیادی قرار گرفته است. در نتیجه، طیف وسیعی از فلزات، آلیاژها و کامپوزیت های زمینه فلزی فوق ریزدانه با خواص مکانیکی عالی (مانند استحکام کششی، ازدیاد طول تا شکست، خستگی، سختی و سوپر پلاستیسیته بالا) و خواص عملکردی بهبود یافته (یعنی بهبود در هدایت الکتریکی، مقاومت مغناطیسی، ذخیره هیدروژن، فوتولومینسانس، ابررسانایی) تولید شده اند. امروزه، آسیاب/آلیاژسازی مکانیکی و متالورژی پودر، پیچش فشار بالا، پرس در کانال های همسان زاویه دار، و پیوند غلتکی تجمعی شناخته شده ترین تکنیک های تغییر شکل پلا