مدل‌سازی و ساخت کامپوزیت آلومینیوم/ آلومینا با استفاده از فرایندهای نورد تجمعی و پوشش اکسیداسیون پلاسمای الکترولیتی

در این پژوهش، با استفاده از فرایند نورد تجمعی بر ورق‌های آلومینیوم خالص و ورق‌های حاوی پوشش اکسیداسیون پلاسمای الکترولیتی (peo) کامپوزیت آلومینیوم آلومینا ساخته شد. بدین منظور پوشش با سه ضخامت 10، 20 و 40 میکرون ایجاد شده توسط جریان‌های تک‌قطبی و دوقطبی و جرقه‌زنی نرم استفاده شد. نتایج آزمون‌های مکانیکی بیانگر بیشترین استحکام کششی در کامپوزیت با 3/22 درصد حجمی آلومینا بود. برای بررسی اثر مسیر کرنش، دو فرایند نورد تجمعی متداول و متقاطع روی نمونه‌ها انجام شد. بررسی‌های میکروسکوپی و نتایج آزمون‌های مکانیکی توزیع یکنواخت‌تر ذرات تقویت ‌کننده در فرایند نورد تجمعی متقاطع و درنتیجه برتری خواص مکانیکی در این روش را نشان داد. درنهایت نیز خواص مکانیکی کامپوزیت‌های ساخته شده با استفاده از پوشش‌های حاوی ذرات zno بررسی شد که نشان‌دهنده افزایش استحکام کششی و درصد ازدیاد طول همراه با اضافه کردن نانوذرات اکسید روی به الکترولیت پوشش‌دهی بود. در قسمت دوم این پژوهش با استفاده از روش بخش‌بندی‌های پیاپی یک مدل واقعی از ساختار کامپوزیت al /3.22 vol% al2o3 پس از پنج دوره فرایند نورد تجمعی متقاطع ایجاد شد و سپس با استفاده از نرم‌افزار آباکوس مدل تحت نیروی کششی قرار گرفت.

MODELING AND FABRICATION OF Al/Al2O3 COMPOSITES USING ACCUMULATIVE ROLL BONDING AND PLASMA ELECTROLYTIC OXIDATION

In this study, Al/Al2O3 composite was produced by accumulative roll bonding (ARB) process coupled with the plasma electrolytic oxidation (PEO) process. The alumina was grown on Al sheets by electrolyte technique with three different thicknesses (10, 20, and 40 micro;m). The results showed that incorporation of alumina up to 3.22 vol.% in aluminum matrix enhanced the yield and tensile strength of the composite, whereas increasing the amount of alumina up to 6.25 vol.% deteriorated the tensile properties. In the last part, a serial sectioning process was employed to develop a threedimensional (3D) representation of the microstructure of Al2O3 particles reinforced Al composite for visualization and finiteelement modeling (FEM).