سنتز ترکیب بین فلزی نانوساختار al۳zr و مطالعه تاثیر افزودن آن بر خواص مکانیکی کامپوزیت زمینه آلومینیم

سید عبد المجید خادم، استادیار دانشگاه آزاد اسلامی، واحد ساوه، گروه مهندسی مواد، ساوه، ایران. کریم زنگنه مدار، دانشیار گروه مهندسی مواد دانشگاه صنعتی مالک اشتر، تهران، ایران. ابراهیم خزایی، دانش آموخته کارشناسی ارشد، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد ساوه، گروه مهندسی مواد، ساوه، ایران. تقی شجاعی، مدرس 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.