بررسی ریزساختار و خواص مکانیکی کامپوزیت هیبریدی زمینه آلومینیومی با تقویت کننده آمورف/سرامیکی مورد استفاده به عنوان پیش ماده فوم

در این پژوهش کامپوزیت هیبریدی زمینه آلومینیومی با تقویت کننده دوگانه ذرات آمورف/سرامیکی توسط روش متالورژی پودر تولید شد. ابتدا، مخلوط‌های پودری آلومینیوم خالص با تقویت کننده ذرات آمورف fe75si15b5zr5 و سرامیکی tih2 در مقادیر مختلف تهیه شد. سپس، از روش زینتر به کمک قوس پلاسما برای تولید قطعات کامپوزیتی حجیم استفاده گردید. ریزساختار ، تغییرات فازی، مقدار تخلخل‌ها و خواص مکانیکی نمونه‌های حجیم مورد بررسی قرار گرفتند. بررسی‌های ریزساختاری نشان داد که ذرات تقویت کننده در مرزهای دانه تجمع پیدا کرده‌اند و اندازه متوسط دانه با افزایش مقدار تقویت کننده آمورف کاهش پیدا کرد. افزایش مقدار تقویت کننده آمورف تاثیر ناچیزی در افزایش مقدار تخلخل‌های ریزساختاری داشت. بررسی‌های فازی حضور ذرات تقویت کننده آمورف و عدم کریستاله شدن آنها و همچنین عدم تشکیل فازهای حاصل از واکنش‌های ناخواسته بین تقویت کننده و زمینه را آشکار کرد. استحکام تسلیم و سختی نمونه‌های حاوی 15 درصد حجمی تقویت کننده آمورف و 1 درصد حجمی tih2 افزایش به ترتیب در حدود 35 و 20 درصدی را نسبت به نمونه بدون تقویت کننده آمورف نشان دادند.

The investigation of microstructure and mechanical properties of metallic glass/ceramic reinforced hybrid Al matrix composite used as foam precursor material

In this study, Al matrix hybrid composites reinforced with amorphous/ceramic particles have been produced via powder metallurgy process. Pure aluminum powder particles were blended with various volume fractions of TiH2 and amorphous Fe75Si15B5Zr5 particles. Blended powders were then consolidated through spark plasma sintering (SPS). The microstructure, phase evolution and mechanical properties of composites were examined. Microstructural investigations indicated that the reinforcing particles were segregated along the grain boundaries and mean grain sizes were decreased by increasing the amorphous particles content. Also, increasing the volume fraction of reinforcements had negligible effect on the porosity content of composites. Phase investigations revealed the presence of amorphous phase in the XRD patterns and absence of any undesirable matrix/reinforcement interfacial products. Compared to composite without amorphous reinforcements, the yield strength and hardness of composites contain 15 vol. % of amorphous particles and 1 vol. % of TiH2 particles were enhanced for 35% and 20%, respectively.