بخشی از مقاله
چکیده
در این پژوهش، کامپوزیت زمینه آلومینیومی تقویتشده با ذرات سیلیکا، با پیرولیز سیلیکون اچ تی وی در مذاب و با استفاده از فرایند ریخته-گری گردابی ساخته شد و تاثیر افزودن 1 تا 4 درصد وزنی سیلیکون اچ تی وی به مذاب بر خصوصیات ساختاری و مکانیکی کامپوزیتهای تولیدی مورد بررسی قرار گرفت. برای بررسی خصوصیات ساختاری از میکروسکوپ الکترونی روبشی - SEM - به همراه آنالیز عنصری طیف سنجی پراکندگی انرژی اشعه ایکس - EDS - و برای بررسی خصوصیات مکانیکی از آزمایش پانچ برشی استفاده شد. بررسیهای ساختاری نشان داد که توزیع یکنواختی از ذرات تقویت کننده در ساختار کامپوزیت حاوی 4 درصد وزنی سیلیکون اچ تی وی ایجاد شده است. نتایج حاصل از آزمایش پانچ برشی حاکی از افزایش 24 درصدی استحکام کششی برشی و افزایش 14 درصدی استحکام تسلیم برشی در این نمونه کامپوزیتی نسبت به نمونه شاهد بود.
مقدمه
در دهههای اخیر تولید و کاربرد کامپوزیتهای زمینه آلومینیومی بهدلیل نسبت استحکام به وزن بالا، مقاومت سایشی و پایداری حرارتی مناسب در دماهای بالا مورد توجه قرار گرفته است .[1-3] این کامپوزیتها معمولا از روش فاز مایع تهیه میگردد که استفاده از روش فاز مایع در فرایند تولید، دارای مزایای متعددی است. نزدیک به شکل نهایی بودن قطعه تولیدی، سرعت بالای تولید و دمای نسبتا پایین مذاب فلزات سبکی مثل آلومینیوم و منیزیم از جمله این مزایا به شمار میروند .
[4] بااین وجود چالشهایی در روشهای ذوبی جهت تولید کامپوزیتها وجود دارند که عبارتند از :[5-9] احتمال انجام واکنش شیمیایی ناخواسته در فصل مشترک زمینه و تقویت کننده، ترشوندگی ضعیف بین زمینه و تقویت کننده، کلوخه شدن و عدم توزیع یکنواخت تقویتکننده در زمینه تخلخل. در سالهای اخیر برای رفع مشکلات یادشده تلاشهای زیادی صورت گرفته و روشهای مختلفی برای بهبود میزان ترشوندگی و توزیع ذرات تقویتکننده در زمینه توس پژوهشگران ارائه شده است.
عملیات حرارتی، پوشش دادن و آسیابکاری ماده تقویت-کننده، فرایند درجا و پیرولیز ماده آلی در مذاب از جمله کارهای انجام شده در این زمینه میباشد که روش پیرولیز ماده آلی در مذاب یکی از جدیدترین روشها در تولید کامپوزیتها میباشد .[10-15] پیرولیز به تجزیه یک ترکیب به-وسیله گرما در غیاب اکسیژن اطلاق میگردد. در دمای بالا بدون وجود اکسیژن در محی ، پیوندهای بین زنجیرههای مواد آلی شکسته شده و مواد فرار از محی خارج میشود و ترکیبات معدنی و غیر فرار ماده باقی میمانند. این روش برای اولین بار توس سودارشان و همکارانش [16] در سال 2008 انجام شد.
آنها برای اولین بار نانوکامپوزیت زمینه فلزی با تقویتکننده ذرات سرامیکی را با پیرولیز یک ماده آلی ساختند. نتایج این تحقیق نشان داد که استحکام تسلیم از 75MPa برای منیزیم خالص به 142MPa برای نمونههای کامپوزیتی افزایش و نرخ خزش در دمای 450 C تحت بار 10MPa، سه برابر و تحت بار 20MPa، چهار برابر کاهش یافت. از مزایای روش پیرولیز ماده آلی در مذاب میتوان به اقتصادی بودن بهدلیل در دسترس و ارزان بودن مواد آلی، سادگی فرایند و ایجاد توزیع مناسب ذرات سرامیکی تقویتکننده در مذاب اشاره کرد. در پژوهش حاضر ساخت کامپوزیت ریختگی زمینه آلومینیوم با پیرولیز سیلیکون اچ تی وی در مذاب انجام گردید و در ضمن تاثیر درصدهای وزنی مختلف سیلیکون اچ تی وی بر خواص مکانیکی کامپوزیت ساخته شده نیز مورد بررسی قرار گرفت.
مواد و روش تحقیق
در این پژوهش از آلومینیوم خالص تجاری به عنوان زمینه کامپوزیت ریختگی استفاده شد. جدول1 ترکیب شیمیایی شمش آلومینیوم مورد استفاده را که به روش طیف سنجی نشر نوری1 تعیین شده نشان میدهد.
