بررسي تاثير افزودن SiO2 ،TiO2 وAl2O3 در تغييرات خواص FGM نمونه آلومينيوم توليد شده به روش متالورژي پودر

كارشناسي ارشد

آلومينيوم به خاطر خواص ويژه اي كه دارد در زمينه ساخت كامپوزيت و مخصوصا در ساخت كامپوزيت هاي زمينه فلزي مورد توجه ويژه اي قرار مي گيرد. در اين تحقيق به ساخت كامپوزيت مدرج تابعي با زمينه آلومينيوم پرداخته شده است. روش استفاده شده براي ساخت اين كامپوزيت روش پودري است. هدف اين تحقيق بررسي تاثير پارامتر هاي مختلف مثل دما و زمان زينتر ، مقدار ذرات مقاوم ساز و اتمسفر بر خواص كامپوزيت هاي زمينه آلومينيوم با ذرات مقاوم ساز Al2O3 ، SiO2 و TiO2 است. اندازه ذرات آلومينيوم حدود 30 ميكرومتر با درصد خلوص بالا 5/99 درصد ، Al2O3 با اندازه ذرات متوسط 10 ميكرو متر ، SiO2 با اندازه ذرات متوسط 100 ميكرومتر و TiO2 با اندازه ذرات متوسط 30 ميكرومتر است. بعد از تركيب پودر آلومينيوم با درصدهاي وزني 5 ، 10 و 15 از پودرهاي مقاوم ساز ، پودر حاصله با استفاده از پرس تك محور فشرده شد. براي زينتر كامپوزيت از دماهاي 550 و 650 درجه سانتي گراد و زمان 2 ساعت در كوره مقاومتي استفاده شد . همچنين براي بررسي تاثير زمان زينتر بر روي خواص كامپوزيت از زمان 7 ساعت نيز در دماي 550 درجه سانتي گراد استفاده شد . براي بررسي تاثير اتمسفر از دماي 550 درجه سانتي گراد به مدت 2 ساعت در كوره تيوبي محافظ با گاز آرگون استفاده شد. براي بررسي تاثير مقاوم سازها در كنار هم در زمينه آلومينيوم ، كامپوزيت هاي Al-Al2O3-SiO2 ، Al-Al2O3-TiO2 و Al-SiO2-TiO2 ساخته شد و در كوره مقاومتي در دماي 550 درجه سانتي گراد به مدت 2 ساعت قرار داده شد. همچنين براي بررسي نحوه توزيع مقاوم ساز در زمينه و سطح شكست نمونه از تصاوير SEM ، نحوه توزيع عناصر در نمونه از X-ray Map و براي آناليز نقطه اي از EDS استفاده شد. بر اساس نتايج به دست آمده با افزايش درصد وزني مقاوم ساز سختي كامپوزيت افزايش پيدا كرد. با افزايش Al2O3 ، TiO2 و SiO2 از 5 به 15 درصد ، سختي به ترتيب از 31 به 38 ، 26 به 38 و 22 به 32 ويكرز تغيير پيدا كرد. با تغيير دماي زينتر از 550 به 650 درجه سانتي گراد سختي كاهش پيدا كرد و دانه هاي زمينه درشت تر شد و همچنين چگالي افزايش پيدا كرد. به عنوان مثال سختي كامپوزيت با 10 درصد وزني آلومينا از 36 ويكرز در دماي 550 درجه سانتي گراد به 27 ويكرز در دماي 650 درجه سانتي گراد كاهش پيدا كرد. در سختي كامپوزيت با ذرات مقاوم ساز با تغيير اتمسفر از هوا به گاز آرگون سختي افزايش پيدا كرد و دانه بندي و ريزساختار همگن تر شد. سختي كامپوزيت با ذرات مقاوم ساز Al2O3 از 36 به 44 ، SiO2 از 36 به 38 و TiO2 از 28 به 35 ويكرز افزايش پيدا كرد.

190129

دانشگاه علم و صنعت ايران

شناسايي و انتخاب مواد فلزي

دكتر مرتضي تميزي فر