ارزیابی استحکام و سختی کامپوزیت آلومینیم گرافیت تولید شده به دو روش SPS و CPS با اختلاط به روش همگن سازی در مایع

Abstract

در این پژوهش، اختلاط پودرهای آلومینیم خالص و گرافیت برای تولید کامپوزیت‌های پایه آلومینیم، تقویت‌شده با ذرات پودر گرافیت، از روشی جدید به نام همگن‌سازی در مایع استفاده شد. میزان گرافیت در این پژوهش از صفر تا 5/4 درصد وزنی درنظر گرفته شد. از پودرهای حاصل از روش همگن‌سازی در مایع با دو روش تف‌جوشی پلاسمایی جرقه‌ای و پرس سرد - تف‏جوشی در کوره خلأ تحت فشار و دما و زمان‌های مختلف نمونه‌های کامپوزیتی تولید شد. به منظور بررسی ریزساختار، نمونه های حاصل به وسیله میکروسکوپ نوری و الکترونی روبشی بررسی و تحلیل شدند. همچنین به منظور بررسی خواص مکانیکی، نمونه‌ها تحت آزمون‌های فشار و سختی سنجی (برینل) قرار گرفتند. بررسی نتایج و مشاهدات، توزیع ذرات گرافیت در زمینه ی آلومینیم با روش همگن سازی در مایع بهبود چشمگیری را نشان داد که همین امر باعث بهبود خواص مکانیکی شده است. همچنین افزودن گرافیت تا سه درصد وزنی بطور بسیار یکنواخت در زمینه و بدون کلوخه شدن رخ داد. در این روش اختلاط، با افزودن گرافیت تا درصد بهینه، سختی و استحکام فشاری افزایش یافت. با توجه به نتایج آزمون فشار، میزان استحکام فشاری به دست آمده از این روش اختلاط، نسبت به سایر روش‌های تولید این کامپوزیت حداقل 2/43 درصد افزایش داشت. حتی این استحکام با تغییر برخی پارامترهای تف‏جوشی مانند، فشار در روش تف‌جوشی پلاسمایی جرقه‌ای، به 8/104 درصد افزایش نسبت به سایر روش‌های همگن‌سازی این کامپوزیت هم رسید. همچنین، نمونه با درصد بهینه (سه درصد گرافیت)، دارای افزایش استحکام فشاری تا 7/138 درصد و افزایش سختی تا 6/69 درصد نسبت به آلومینیم خالص بود.

Keywords

• کامپوزیت آلومینیوم/گرافیت
• همگن‌سازی در مایع
• تف‌جوشی پلاسمایی جرقه‌ای
• پرس سرد
• استحکام فشاری
• سختی