براي رسيدن به خواص مكانيكي مطلوب در قطعات ساخته شده از آلياژهاي آلومينيوم مي‌توان با استفاده از قالب‌هاي پرس زاويه‌اي با مقاطع يكسان عمل تغيير فرم پلاستيك شديد را بر روي نمونه ها انجام داد تا استحكام مكانيكي آنها افزايش يابد. مشكل عمده‌اي كه در انجام اين فرآيند وجود دارد و لذا مانع صنعتي شدن آن مي‌شود همگن نبودن قطعه كار نهايي است. اين امر باعث ايجاد اختلاف در خواص مكانيكي قطعه در نقاط مختلف آن مي‌شود. در روش جديد با طراحي مجدد قالب و سنبه براي انجام فرآيند تغيير فرم پلاستيك شديد به روش پرس زاويه‌اي با مقاطع يكسان، از پانچ‌هايي با زاويه نوك 45درجه استفاده شده است. نتايج آزمايش‌ها و شبيه‌سازي‌هاي رايانه‌اي نشان داد كه اين زاويه بهينه ترين حالت براي بدست آوردن ساختار نانو فوق همگن با استجكام مكانيكي بسيار بالا در آلياژها مي‌باشد. اندازه گيري ميزان ميكروسختي در سرتاسر قطعه توليد شده و نيز بررسي كانتورهاي مربوط به كرنش معادل موثر وارده بر قطعه كه توسط نرم افزار Deform-3D بدست آمد نشان داد كه ميزان همگن بودن قطعه كار بيش از 30% افزايش مي‌يابد.

نانوذرات تركيب بين فلزي Mg17Al12 به عنوان فراورده اي جديد با متوسط اندازه ذرات 24 نانومتر با ساختار نانوكريستالي با اندازه 16 نانومتر طي يك فرايند جديد و مقرون به صرفه با قابليت صنعتي شدن توليد گرديد. بدين منظور نخست شمش تركيب بين فلزي در شرايط بهينه سازي شده در اتمسفر كنترل ذوب و آلياژسازي گرديد و بعد از عمليات حرارتي همگن سازي، تركيب تك فاز بدست آمده به دليل تردي ذاتي مطلوب اين تركيب به سرعت خرد شده و پس از تهيه پودر اوليه ميكروني تحت فرايند آسياب گلوله اي پر انرژي از نوع سياره اي قرار گرفت. پس از بهينه سازي پارامترهاي موثر در فرايند آسياب، نانوذرات پس از مدت 20 ساعت توليد گرديد. تمامي آزمون هاي لازم جهت ارزيابي ساختاري، فازي و رفتار حرارتي اين نانوذرات به عمل آمده است كه نتايج مويد توليد نانو ذراتي همگن و پايدار با اين روش است. اين نانو ذرات به خوبي مي تواند براي كاربردهاي مختلف نظير نانو مواد ذخيره ساز هيدروزن، استفاده به عنوان نانو ذراتي سبك براي تقويت كنندگي نانوكامپوزيت ها در صنايع هوافضا و نانو ذراتي ارزان قيمت و هادي به عنوان جايگزيني مناسب براي تمامي نانوذرات سراميكي گران قيمت بكار گرفته شود.

يكي از مشكلات توليد قطعات پودري به روش پرس گرم نياز به اعمال همزمان دما و فشار و كنترل دقيق اين پارامترها مي باشد. از طرفي در بعضي موارد نياز است تا از اتمسفر كنترل شده در عمليات پرس گرم استفاده گردد. با توجه به اين شرايط نياز است تا از يك دستگاه پرس ، سيستم گرمايشي و قالب پرس گرم درون يك اتمسفر كنترل شده استفاده نمود كه هزينه زيادي را به دنبال دارد از طرفي نمي توان به دماهاي بالا در حين فرايند دست يافت. با توجه به عدم نياز به فشارهاي بالا در مورد پرس قطعات پليمري (در حدود 50MPa - و10) مي توان از نيروي ايجاد شده توسط فنر با توجه به روابط ميان طول فشردگي و نيروي فنر استفاده نمود. در اين اختراع قالب پرس گرم جديدي طراحي و ساخته شده است كه در آن از نيروي فشردگي فنر به منظور تامين فشار لازم اعمالي براي نمونه هاي پليمري استفاده شده است. بدين ترتيب نيازي به دستگاه پرس نخواهد بود. با توجه به پايين بودن نيروي مورد نياز براي پرس گرم پليمر ها مي توان از فنري با جنس، قطر و ارتفاع مناسب استفاده نمود و بر حسب نيروي مورد نياز طول فشردگي فنر را تنظيم نمود. با در نظر گرفتن عدم نياز به دستگاه پرس و كوچكي قالب مي توان به سادگي آن را حمل نمود و در داخل كوره با درجه حرارت مشخص و در صورت نياز در كوره اي با اتمسفر كنترل شده قرار داد. رسيدن به دماي فراوري پليمرهايي مانند پلي اتراتركتون بوسيله سيستم هاي گرمايشي مرسوم مشكل بوده ولي بوسيله اين قالب مي توان نانو كامپوزيت هاي از اين جنس را پرس گرم نمود. به منظور آزمايش قالب نانو كامپوزيت هايي با زمينه پلي اتراتركتون به خوبي توليد گرديد و نمونه هايي با دانسيته بالا (99%^) بدست آمد. دستاوردها : 1- نوعي از قالب پرس گرم بدون نياز به دستگاه پرس براي توليد نمونه هاي پليمري طراحي و ساخته شد كه در آن براي نخستين بار از نيروي فشردگي فنر براي اعمال نيرو استفاده شده است. 2- استفاده از اين قالب براي اعمال فشارهاي پايين مورد نياز پرس گرم پودرهاي پليمري مناسب است. از طرفي ميزان فشار اعمالي با توجه به طول فشردگي بطور دقيق قابل تنظيم است. 3- با توجه به ابعاد قالب مي توان آن را داخل كوره هاي دماي بالا قرار داد و دماي مورد نياز براي فراوري پليمرهاي با نقطه ذوب بالا نظير پلي اتراتركتون را فراهم نمود.

مشكل اصلي كه در رابطه با آلياژهاي حافظه دار پايه مس وجود دارد ا ين است كه بدليل نظم بالاي ساختاري فاز مادر، اندازه دانه و حالت پلي كريستالي، اين آلياژها ترد مي باشند و در واقع امكان اعمال كار سرد بر روي ا ين آ لياژها بسيار محدود مي باشد. از طرفي خواص حافظه داري و همچنين دماي هاي استحاله هاي بسيار به تركيب شيميا يي وابسته بوده و حتي با اندك تفاوت در تركيب شيميايي مورد نظر، امكان تغيير در دماهاي استحاله اي حتي در بعضي موارد به مقدار قابل توجه و چشمگيري وجود دارد. در روش هاي معمو ل توليد اين نوع آلياژها كه از عمليات هاي ذوب و ريخته گري استفاده مي شود، كنترل دو پارامتر اشاره شده يعني اندازه دانه و تركيب شيميايي بسيار مشكل است و بايد با افزودن عناصر فلزي ديگر و انجام بسيار دقيق فرآيند ذوب و ريخته گري سعي در كنترل اين دو پارامتر شود. پس اگر روشي اتخاذ شود كه اين دو پارامتر به بهترين وجه كنترل گردند بسيار مورد توجه قرار خواهد گرفت. در علم نانومواد كنترل دقيق اندازه و شكل و در موارد آلياژ سازي كنترل مناسب تركيب شيميايي از مهمترين مسائلي هستند كه اين زمينه علم و تكنولوژي در جهت رفع آنها كوشيده استت و البته كنترل كردن اين موارد مستقيما به روش هاي توليد مواد مربوط مي شود. روش هاي زيادي براي توليد پودر و البته در مقياس نانو ابداع شده اند اما در كمتر روشي به امكان توليد آلياژ فلزي اشاره شده است نكته با ارزش اين روش آلياژ سازي مكانيكي از طريق آسيابكاري مكانيكي ساخت نانو مواد آلياژهاي فلزي است كه براي توليد آن ها به روش معمول ذوب و ريخته گري نياز به دماهاي بسيار بالا حدااقل 650 مي باشد. اين روش توانسته حتي در توليد كامپوزيت ها با تقويت كننده هايي در مقياس نانو كمك شاياني به صنعت و برآورده كردن نيازهاي جامعه صنعتي امروز بكند.

در اين اختراع نوع جديدي از كامپوزيت هاي زمينه پليمري ساخته شده است كه در آن ها از يك تقويت كننده جديد، سبك و مستحكم استفاده شده است. نانو كامپوزيت هاي زمينه پليمري پلي اتراتركتون (PEEK) به دليل خواص مطلوبي از جمله استحكام و پايداري حرارتي بالا در كنار دانسيته پايين جديدا مورد توجه محققين قرار گرفته سات. PEEK يكي از پليمرهاي ترموپلاستيك و نيمه كريستالي با كارايي بالا مي باشد كه داراي خواص مطلوب فيزيكي، مكانيكي و شيمياي مي باشد. يكي از تقويت كننده هاي نوين كه به دليل خواص مكانيكي مطلوب مي تواند در كامپوزيت ها بجاي قويت كننده هاي سراميكي مورد استفاده قرار گيرد، ذرات CMA مي باشد. در ميان اين تركيبات CMA فاز بين فلزي B-Al3Mg2 با داشتن 1168 اتم در هر سلول واحد و خواص جالب توجهي مانند دانسيته 2/25gcm-3 و استحكام مورد استفاده قرار گيرد. با توجه به خواص اين تركيب امكان فرآوري اين ذرات تا مقياس نانومتري به روش آلياژسازي مكانيكي وجود دارد كه در آن صورت خواص به مراتب بهبود يافته و نانو كامپوزيت حاصل داراي خواص مكانيكي مطلوب تري خواهد گرديد. براي ساخت اين نانو كامپوزيت نانو ذرات تركيب بين فلزي B-Al3Mg2 با اندازه حدود 25nm به عنوان فاز تقويت كننده در مقادير مختلف 0/5 ، 1، 3 و 5 درصد حجمي به پودر زمينه پليمري پلي اتراتركتون (PEEK) اضافه گرديد. نخست نمونه هاي نانو كامپوزيتي پودري توسط آسياب گلوله اي سياره اي بمنظور توزيع مناسب نانو ذرات در زمينه آسياب گرديد و در ادامه نمونه هايي استوانه اي به قطر 10 و ارتفاع 20 ميلي متر بوسيله فرايند پرس گرم توليد شد. بررسي هاي ريز ساختاري توسط ميكروسكوپ هاي الكتروني روبشي (SEM) و عبوري (TEM) بر روي نمونه هاي پودري و پرس گرم شده انجام گرديد و نتايج توزيع يكنواخت تقويت كننده در زمينه را نشان داد. نتايج آزمون سختي حاكي از بهبود چشمگير استحكام نمونه ها با افزايش درصد حجمي نانو ذرات مي باشد. دستاوردها: 1. نتايج بررسي هاي فازي بوسيله الگوي پراش اشعه ايكس (XRD) عدم رخداد واكنش و تشكيل فاز جديد ميان تقويت كننده و زمينه را نشان داد. همچنين كاهش ميزان كريستاليتي در اثر اسياب شدن در نمونه ها مشاهده شد. افزودن نانو ذرات موجب افزايش ميزان كريستاليتي در نمونه هاي پرس گرم شده، گرديد. 2. ازمايشات ريز سختي ويكرز افزايش جزئي سختي را در اثر آسياب شدن نشان داد، در حالي كه با افزودن نانو ذرات افزايش چشمگيري در سختي نمونه مشاهده شد به گونه اي كه ميزان سختي از حدود 16HV براي نمونه تقويت نشده تا حدود 45HV با افزودن 5 درصد حجمي افزايش يافت.