خادم, سید عبد المجید, زنگنه مدار, کریم, خزایی, ابراهیم, شجاعی, تقی. (1394). سنتز ترکیب بین فلزی نانوساختار Al3Zr و مطالعه تاثیر افزودن آن بر خواص مکانیکی کامپوزیت زمینه آلومینیم. فصلنامه علمی - پژوهشی
مواد نوین, 5(20), 87-100.
سید عبد المجید خادم; کریم زنگنه مدار; ابراهیم خزایی; تقی شجاعی. "سنتز ترکیب بین فلزی نانوساختار Al3Zr و مطالعه تاثیر افزودن آن بر خواص مکانیکی کامپوزیت زمینه آلومینیم". فصلنامه علمی - پژوهشی
مواد نوین, 5, 20, 1394, 87-100.
خادم, سید عبد المجید, زنگنه مدار, کریم, خزایی, ابراهیم, شجاعی, تقی. (1394). 'سنتز ترکیب بین فلزی نانوساختار Al3Zr و مطالعه تاثیر افزودن آن بر خواص مکانیکی کامپوزیت زمینه آلومینیم', فصلنامه علمی - پژوهشی
مواد نوین, 5(20), pp. 87-100.
خادم, سید عبد المجید, زنگنه مدار, کریم, خزایی, ابراهیم, شجاعی, تقی. سنتز ترکیب بین فلزی نانوساختار Al3Zr و مطالعه تاثیر افزودن آن بر خواص مکانیکی کامپوزیت زمینه آلومینیم. فصلنامه علمی - پژوهشی
مواد نوین, 1394; 5(20): 87-100.
سنتز ترکیب بین فلزی نانوساختار Al3Zr و مطالعه تاثیر افزودن آن بر خواص مکانیکی کامپوزیت زمینه آلومینیم
1استادیار دانشگاه آزاد اسلامی، واحد ساوه، گروه مهندسی مواد، ساوه، ایران.
2دانشیار گروه مهندسی مواد دانشگاه صنعتی مالک اشتر، تهران، ایران.
3دانش آموخته کارشناسی ارشد، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد ساوه، گروه مهندسی مواد، ساوه، ایران.
4مدرس گروه هوافضای مرکز تحقیقات آیرودینامیک قدر،دانشگاه جامع امام حسین(ع)، تهران، ایران.
چکیده
در این پژوهش، سنتز ترکیب بینفلزی Al3Zr از مخلوط پودرهای آلومینیم و زیرکونیم و مطالعه تاثیر افزودن آن بر خواص مکانیکی نانوکامپوزیت زمینه آلومینیمی مورد بررسی قرار گرفت. ابتدا جهت سنتز ترکیب یاد شده پودرهای خام اولیه با نسبت استوکیومتری مشخص در کورهای در دمای °C 700 در اتمسفر آرگون قرار گرفتند. سپس ترکیب بالا که دارای ساختاری متراکم بود به ذرات پودر تبدیل شد. بمنظور بررسی فازی و ریخت شناسی ذرات پودری تشکیل شده، از آنالیـز فازی XRD و میکروسکوپ الکترونـی روبشـی SEM مجهز به طیفسنج EDS استفاده شد. نتایج نشان دادند ترکیـب بینفلزی Al3Zr با موفقیت تشکیل شده و هیچ فاز ناخواستهای در ترکیب ظاهر نشده است. در مرحله بعد، پودر بدست آمده در درصدهای گوناگون (10، 15 و 25 درصد وزنی) با پودر آلومینیم مخلوط و در یک آسیای سیارهای جهت آسیاکاری قرار داده شد. آسیاکاری مکانیکی در اتمسفر آرگون و با نسبت گلوله به پودر 20:1 و سرعت آسیاکاری 300 دور بردقیقه انجام شد. با استفاده از آنالیز XRD و از روش ویلیـامسـونهـال میانگین اندازه نانو بلورها برای نمونههای کامپوزیتی برابر 56 نانومتر محاسبه گردید. سپس مخلوط حاصل به روش پرس گرم شکل داده شد. برای مقایسه خواص مکانیکی از آزمون استحکام فشاری و سختی استفاده شد. مقادیر بدست آمده از آزمونهای انجام شده بیانگر این مطلب است که فرایند آسیای مکانیکی و افزایش درصد وزنی ذرات Al3Zr باعث افزایش استحکام و سختی نانوکامپوزیت زمینه آلومینیمی میشوند، اما انعطافپذیری کاهش مییابد. نتایج نشان داد نمونه کامپوزیتی با 25 درصد وزنی ترکیب بینفلزی به ترتیب دارای استحکام فشاری و سختی برابر با MPa498 و VHN193 میباشد.
1- I.A. Ibrahim, F.A. Mohamed, and E.J. Lavemi,"Particulate Reinforced Metal Matrix Composite", Journal of Mater Science, 26, pp. 1137-1156, 1991.
2- Y.X. Lu, X.M. Meng, and C.S. Lee, "Microstructure and Mechanical Behavior of a SiC Particles Reinforced Al-5Cu Composite Under Dynamic Loading", Journal of Mater Processing Technology, 94, pp. 175-178, 1999.
3- Z. Yu-Tao, Z. Song-Li, and CHEN Gang.,"Aluminum Matrix composites reinforced by in situ Al2O3 and Al3Zr Particles Fabricated Via Magnetochemistry Reaction",Trans. Nonferrous Met. Soc. Chi08/9*-/*]= M na 20. 2129-2133, 2010.
4- B. Kaveendran, G.S. Wang, L.J. Huang, L. Geng, H.X. Peng. ," In Situ (Al3Zr + Al2O3np)/2024Al Metal Matrix Composite with Novel Reinforcement Distributions Fabricated by Reaction Hot Pressing", Journal of Alloys and Compounds 581, pp. 16–22, 2013.
5- J.S. Benjamin, E. Artz, and C. Schultz,"New Materials by Mechanical Alloying Techniques", Colw-Hirson (FRG), pp. 3-19, 1998.
6- Y. Chank, S. Berger, B. Z. Weiss, and Broolc-Levinson, "Solid State Amorphization by Mechanical Alloying- an Atomistic Model", Acta Matter, vol. 42, No. 11, pp. 3679-3685, 1994.
7- C. Suryanarayana, Mechanical Alloying and Milling, Marcel Dekker, New York, 2004.
8- K.I. Moon, K.S. Lee, and J.“Study of the Microstructure of Nanocrystalline Al-Ti Alloys Synthesized by Ball Milling in a Hhydrogen Aatmosphere and Hot Extrusion,”Alloy. Compd. 291, pp. 312–321, 1999.
10- T.T. Sasaki, T. Mukai, and K. Hono, "A High-Strength Bulk Nanocrystalline Al–Fe alloy Processed by Mechanical Alloying and Spark Plasma Sintering",Scripta Mater. 57, pp. 189–192, 2007.
12- H. Wang, G. Li, Y. Zhao, and Z. Zhang. ," Microstructure, Billet Surface Quality and Tensile Property of (Al2O3 +Al3Zr)p/Al Composites in Situ Synthesized with Electromagnetic Field",Journal of Alloys and Compounds 509, pp. ) 5696–5700, 2011.
13- B. Srinivasarao, C. Suryanarayana, K. Oh-ishi, K. Hono, "Microstructure and Mechanical Properties of Al–Zr Nanocomposite Materials", Materials Science and Engineering A 518, pp. 100-107, 2009.
14- Koch, C.C., "The Synthesis and Structure of Nanocrystalline, Material Produced by Mechanical Attrion" Nanostructured Materials, Vol. 2, pp. 109-129, 1993.
15- Fecht, H.J., Helstern, E., Fu, Z., and Johnson, W.L., "Nanocrystalline Metals Prepared by High-Energy Ball Milling", Metallurgical Transaction A, Vol. 21A, pp. 2333-2337, 1990.
16- Bhattacharya, A.K., and Arzt, E., "Plastic Deformation and Its Influence on Diffusion Process During Mechanical Alloying", Scripta Metallurgicaet Materialia Vol. 28, pp. 3895-4000, 1993.
17- C.Suryanarayana, G.H. Chen, and F.H. Froes, Milling Maps for Phase Identification During Mechanical Alloying , Scr. Mater. 26, pp. 1727-1732,1992.
18- C. Suryanarayana, "Mechanical Alloying and Milling", Progress in Materials Science, 46, pp. 1-184, 2001.
19- Z. RazaviHesabi, H.R. Hafizpour and A. Simchi, "An Investigation on the Compressibility of Aluminum/Nano-Alumina Composite Powder Prepared by Blending and Mechanical Milling", Materials Science and Engineering A 454–455,pp. 89-98,2007.
20- M. Rahimian, N. Parvin, and N. Ehsani, “Investigation of Particle Size and Amount of Alumina on Microstructure and Mechanical Properties of Al Matrix Composite Made by Powder Metallurgy”; Mater. Sci. Eng. A 527, pp. 1031–1038, 2010.
21- G. E. Dieter, "Mechanical Metallurgy", Third Edition, Mc Graw-Hill, 1976.
22- ع. عبدالهی و ع. علیزاده، "تولید نانوکامپوزیت دو جزیی فوق مستحکم زمینه آلومینیومی به روش آلیاژسازی مکانیکی و اکستروژن داغ و بررسی خواص مکانیکی آن" ، مجله مواد نوین، جلد 4، شماره 1، ص 83-98، پاییز 1392.
23- A. Alizadeh,and E. Taheri-Nassaj, “Mechanical properties and Wear Behavior of Al–2 wt.% Cu Alloy Composites Reinforced by B4C Nanoparticles and Fabricated by Mechanical Milling and Hot Extrusion”; Mater. Charact. 67, pp. 119-128, 2011.
24- N. Al-Aqeelia, G. Mendoza-Suareza, C. Suryanarayana, and R.A.L. Drewa, “Development of New Al-Based Nanocomposites by Mechanical Alloying; ” Mater. Sci. Eng. A. 480: Issues 1–2, Pages 392–396, 15 May 2008.
25- Deng, C.F., Wang, D.Z., Zhang, X.X., and Li, A.B.,“Processing and Properties of Carbon Nanotubes Reinforced Aluminum Composites,” Mater. Sci. Eng. A, Vol. 444, pp. 138–145, 2007.
26- Shewmon, P. G., Transformations in Metals, Mc Graw-Hill, New York, 1969
ابتدای صفحه