تاثیر تعداد دفعات لایه‌نشانی دوغاب بر ریزساختار و خواص مکانیکی فوم آلومینیوم تولید شده به روش ریخته گری دوغابی

روش ریخته‌گری دوغابی، فرآیندی نوین جهت تولید فوم‌های فلزی است که امکان تولید ساختاری متخلخل با سلول باز را فراهم می‌نماید. لذا در پژوهش حاضر، ریزساختار و رفتار فشاری فوم‌های آلومینیومی تولید شده با استفاده از روش ریخته‌گری دوغابی با تعداد دفعات متفاوت در لایه نشانی دوغاب، مورد مطالعه قرار گرفته است. جهت تولید فوم‌های آلومینیومی با اندازه سلول متفاوت، پیش‌ماده هایی از جنس پلی یورتان با سه اندازه حفره متفاوت انتخاب شده و پس از غوطه وری در دوغاب با جرم جامد مناسب، تف جوشی در دمای 630 درجه سانتیگراد انجام گرفت. متغیرهای اصلی فرآیند در این پژوهش، اندازه حفرات پیش ماده اولیه و تعداد دفعات لایه نشانی دوغاب می باشد، به گونه ای که ریزساختار نمونه های متخلخل و رفتار فشاری نمونه ها به ازای یک، دو و سه مرتبه لایه نشانی دوغاب بر پلی یورتان هایی با اندازه منافذ مختلف مورد مطالعه قرار گرفته است. نتایج بررسی‌‌ها نشان داد که ریزساختار و رفتار فشاری نمونه ها متاثر از اندازه حفرات پیش ماده اولیه و تعداد دفعات لایه نشانی در دوغاب است. با کاهش اندازه حفرات پلی یورتان اولیه و تعدد دفعات غوطه وری در دوغاب، قابلیت حمل فوم نهایی افزایش یافته، همچنین احتمال بروز ترک با تکرار لایه نشانی کاهش می یابد. هرچند در صورت لایه نشانی مکرر که همراه با عدم خروج دوغاب اضافی است، تعدادی از سلول‌‌ها بسته شده و درنتیجه غیریکنواختی در ضخامت دیواره و افزایش تمرکز تنش مشاهده می شود. به گونه ای که در نمونه ای با کمینه ی اندازه منافذ پیش ماده، بهینه میزان جذب انرژی و تنش پایا به ازای دو مرتبه غوطه وری در دوغاب مشاهده شده است.

The Effect of the Number of Immersion Times in Slurry on the Microstructure and Mechanical Properties of Aluminum Foam Produced by Slurry Casting Method

Slurry casting method is a novel process to produce metal forms, which makes it possible to produce a porous structure with open cell. In the present study, the microstructure and compressive behavior of aluminum foams produced by slurry casting method, under different number of immersion times were investigated. For the production of aluminum foams with different cell sizes, polyurethane preforms with characteristics of 45, 55 and 65 ppi were selected, and after immersing in a slurry having a solid mass of 88% and removing the excess semiliquid mixture, the samples were sintered at 630˚C. The size of polyurethane perform cell as well as the number of immersion times control the microstructure and compression performance of porous structures. The results of the study showed that the portability of porous aluminum increases by decreasing the size of preform cell or increasing the number of immersion times, which leads to thicker strut. In addition, the probability of crack existence, exactly at the corner of structures, decrease via enhancing the thickness of strut. Meanwhile, excessive increase in the number of immersion, i.e. third times, was associated with some closedcells which results in strain localization and stress concentration. Therefore, the maximum plateau stress as well as the superior energy absorption capacity was observed in the sample having the minimum preform pore sizes which was immersed for two times in the aluminum slurry.