تولید کامپوزیت هیبریدی Al/Almgal2o3si3n4 به روش ریخته گری و بررسی تاثیر نانوذرات Si3n4

امروزه استفاده از نانوذرات در کامپوزیت‌های زمینه آلومینیومی به دلیل اثرات برتر آن‌ها بر خواص مکانیکی و فیزیکی مورد توجه محققان قرار گرفته است. به علت ترشوندگی ضعیف نانوذرات توسط فلز زمینه حین ریخته‌گری و نسبت بالای سطح به حجم نانوذرات رسیدن به توزیع یکنواخت ذرات درون زمینه مشکل است. همچنین در فرآیند ساخت، نانوذرات تمایل به تشکیل توده‌های ذره‌ای به شکل خوشه‌ای دارند. توده‌ای شدن نانوذرات اثرات نامطلوبی بر خواص مکانیکی از جمله روی استحکام و انعطاف‌پذیری کامپوزیت دارد. در این پژوهش از ریخته‌گری گردابی برای تهیه نمونه‌های کامپوزیتی تقویت شده با درصدهای مختلف مخلوط پودری حاوی نانوذرات si3n4، al2o3 و almg استفاده شد. به منظور مشخصه‌یابی کامپوزیت ساخته شده از بررسی‌های ریزساختاری و خواص مکانیکی و فازی بر روی نمونه‌ها استفاده شد. بررسی‌های میکروسکوپی الکترونی گسیل میدانی بر روی مخلوط پودری آلومینیوم و نانو ذرات نشان داد که با انجام فرایند آسیاکاری، ذرات پس از آسیا‌کاری، در ابعاد نانومتری می‌باشند. نتایج آزمون‌های مکانیکی و مشاهدات ریزساختاری با استفاده از میکروسکوپ نوری و الکترونی روبشی درصد بهینه پودر تقویت‌کننده برای افزودن به مذاب آلومینیوم 5/0 درصد وزنی تشخیص داده شد. در نهایت، مشخص شد با افزایش استحکام به وسیله‌ی اضافه کردن مخلوط پودری آسیاکاری شده، درصد ازدیاد طول نسبت به فلزپایه به میزان قابل توجهی کاهش پیدا نکرده است.

Effect of nano Si3N4، Al2O3 و AlMg and cold rolling process on the microstructural and mechanical properties of AL6061alloy

Today, the use of nanoparticles in aluminum composite materials has attracted researchers due to their superior effects on mechanical and physical properties. Due to the poor wettability of the nanoparticles by the metal during the casting and the high ratio of the surface to the volume of the nanoparticles, it is difficult to achieve uniform distribution of the particles in the interior. In the manufacturing process, nanoparticles tend to form cluster particle masses. The mass of nanoparticles has undesirable effects on mechanical properties, including strength and resilience of the composite. In this study, stir casting process for composite manufacturing with different amount of mixed powder containing of nano Si3N4, AlMg and Al2O3 was used. For better distribution of particle reinforcement, cold rolling was used. In order to characterize the composite, microstructural, mechanical and phases studies properties were used. FESEM tests on mixture of aluminum and nanoparticles showed that after ball milling, particles are in nanometric size. Mechanical and optical result show that optimum of reinforcement is 0.5 % w.t. It is notable that the higher yield stress of the composite samples does not reduce the elongation significantly, when compared to monolithic aluminum.