یکی از چالش ها در تولید نانوکامپوزیت های الاستیک و مستحکم، ایجاد توزیع یکنواخت نانوذرات در بدنه نانوکامپوزیت است.
محققان از روشی موسوم به چرخش اصطکاکی برای تولید نانوکامپوزیت حاوی نانوذرات اکسید آلومینیوم استفاده کردند به طوری که این ذرات به صورت یکنواخت درون نانوکامپوزیت (آلومینیوم) پخش شده است با این روش می توان نانوکامپوزیت هایی برای استفاده در خودروها و صنایع هوایی تولید کرد.
جانفنگ گو از محققان این پروژه می گوید: روش های متالورژی پودری یا پردازش سیالی نمی توانند منجر به تولید نانوکامپوزیت های یکنواختی شوند.
این گروه تحقیقاتی صدها سوراخ با قطر یک میلیمتر روی سطح لایه نازکی از آلیاژ آلومینیوم ایجاد کردند.
محققان دوغابی حاوی نانوذرات اکسید آلومینیوم را به حفره های این لایه نازک تزریق کرده و آن را درون کوره حرارت دادند. پس از سرد کردن، ابزار چرخانی را روی آن به کار گرفتند که در واقع مرحله چرخه اصطکاکی است. اصطکاک ایجاد شده بین این ابزار و ورق موجب پلاستیزه شدن ماده می شود. این ابزار روی سطح می چرخد تا تمام سطح ورق را پلاستیزه کند.
قرار دادن نانوذرات روی سطح، پیش از اعمال چرخنده موجب افزایش غلظت نانوذرات در کامپوزیت می شود با این کار مقدار ذرات سرگردان تولید شده در اثر فرآیند پردازش به حداقل می رسد.
این گروه با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی به بررسی اثر عوامل مختلف روی استحکام نانوکامپوزیت ها پرداختند.
نتایج اولیه نشان داد که نانوذرات کاملاً یکنواخت هستند؛ این بدان معناست که نقطه ضعفی در این نانوکامپوزیت وجود ندارد.
همچنین مشخص شد که مقدار تبلور مجدد بلورهای ماتریکس آلومینیوم که بعد از پلاستیزه کردن ایجاد می شود، بسیار کم است به دلیل کوچک بودن دانه های ماتریکس آلومینیوم، این ذرات به راحتی می توانند از کنار هم عبور کنند که در نهایت موجب افزایش استحکام نانوکامپوزیت می شود.بعد از چهار بار پردازش با ابزار چرخنده، کوچکترین دانه بندی و بهترین توزیع نانوذرات به دست می آید.
این گروه تحقیقاتی نشان دادند که سختی و کشش سطحی این کامپوزیت ها به شدت بهبود یافته است. پژوهشگران این پروژه قصد دارند تا خواص مکانیکی و گرمایی این نانوکامپوزیت را بهبود دهند.