اثر افزودن نانو ذرات آلومینا بر ویژگی ‌های فشاری فوم ‌های سرب

فوم های فلزی دسته ای نوظهور از مواد مهندسی هستند که به دلیل ویژگی های منحصربه فرد می توانند در بسیاری از کاربردهای صنعتی به کار برده شوند در این پژوهش، فوم‌های سربی حاوی نانوذرات آلومینا (0، 0.1، 0.2، 0.4 و 0.8 درصد وزنی) به روش متالورژی پودر مبتنی بر استفاده از فضاساز قابل انحلال (دانه‌های اوره) تولید شدند. نحوه‌ی انحلال دانه‌های اوره، میزان تخلخل و رفتار فشاری فوم‌های تولیدی و همچنین ریزساختار دیواره سلول‌ها توسط میکروسکوپ نوری و میکروسکوپ الکترونی روبشی نشر میدان مورد مطالعه قرار گرفت. نتایج حاکی از آن است که در طی فرآیند غوطه‌وری چندمرحله‌ای، حدود 80 درصد وزنی از دانه‌های اوره، پس از هفت مرحله، انحلال یافتند. تصاویر به دست آمده از میکروسکوپ نوری نشان داد که اتصال بسیار خوبی بین ذرات پودر سرب بعد از تف‌جوشی ایجاد شده است. علاوه بر این، با افزایش درصد وزنی نانوذرات آلومینا، میزان تخلخل فوم‌های سربی که در محدوده 80 تا 83 درصد اندازه‌گیری شده است، افزایش می‌یابد. تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی و نقشه‌های اسپکتروسکوپی اشعه ایکس تولید شده توسط پرتو الکترونی بیانگر توزیع نسبتاً یکنواخت نانوذرات آلومینا در دیواره سلول‌ها است. رفتار فشاری فوم‌های سربی ابتدا با افزودن نانوذرات آلومینا (0.1 درصد وزنی) اُفت می‌کند و سپس، با افزایش آن‌ها تا 0.4 درصد وزنی بهبود و در ادامه، در نمونه‌های حاوی 0.8 درصد وزنی آلومینا کاهش رخ می‌دهد.

effects of al2o3 particles on mechanical properties of lead foams

metallic foams are a new class of engineering materials using in many industrial applications due to their unique properties. in this work, lead foams containing alumina nano-particles (contains from 0, 0.1, 0.2, 0.4 and 0.8 wt. %) are manufactured through powder metallurgy technique using urea granules as leachable space holders. the leaching behavior of urea granules, porosity contents and compression properties of lead foams and also, microstructure of cell walls by optical and field emission scanning electronic microscopes are investigated. the results show about 80% of urea granules dissolved in seven stages of leaching processes. the optical images proved a good agglomeration of lead powder particles. by increasing the nano-alumina particles, the porosity content of manufactured foams that is in the range of 80-83% is increased. the images of fesem and x-ray spectroscopic maps show the uniform distribution of alumina nano-particles in the cell walls. the compression properties of manufactured foams, by increasing the alumina nano-particles to 0.1 wt.% first decreases, then after 0.4 wt.% enhanced, and finally in the 0.8 wt.% of nano-particles goes down again.