ساخت درجای نانو کامپوزیت ( al-ni /al2o3 ) با استفاده از فرایند ترکیبی نورد تجمعی پیوندی و فرایند اصطکاکی اغتشاشی و بررسی مکانیزم تشکیل آنها
چکیده
در این پژوهش ابتدا کامپوزیت al/ni/nio به کمک فرایند نورد تجمعی پیوندی (arb) تولید و سپس شرایط انجام واکنش درجا میان آلومینیوم، ذرات نیکل و پودر اکسید نیکل با استفاده از فرایند اصطکاکی اغتشاشی (fsp) جهت ساخت نانوکامپوزیت آلومینیوم با ذرات تقویت کننده آلومینا و ترکیب بین فلزی al3ni فراهم و مشخصه یابی شد. به این منظور پودر اکسید نیکل (1% وزنی) به صورت یکنواخت در بین ورق های آلومینیوم و فویل های نیکل (15% وزنی) توزیع شده و سپس فرایند نورد تجمعی پیوندی تا پنج سیکل انجام گرفت. سپس فرایند اصطکاکی اغتشاشی با سرعت پیشروی 5/12 میلی متر بر دقیقه و سرعت چرخش 2000 دور بر دقیقه تا سه پاس بر روی کامپوزیت تولیدشده توسط فرایند نورد تجمعی پیوندی انجام پذیرفت. به منظور مقایسه، تحت شرایط یکسان، بدون اضافه کردن پودر اکسید نیکل کامپوزیت al-al3ni نیز تولید شد. جهت تعیین فازهای تولیدشده در طی فرایند از پراش پرتو ایکس (xrd) و طیف سنج اشعه ایکس (eds) استفاده شده و بررسی ریز ساختارها به کمک متالوگرافی و میکروسکوپی الکترونی روبشی (sem) صورت پذیرفت. الگوی پراش پرتو ایکس نمونه ها نشان داد که در کامپوزیت های al/ni/nio و al/ni تولیدشده توسط فرایند نورد تجمعی پیوندی هیچ گونه ترکیب بین فلزی تشکیل نشد ولی در ادامه با انجام فرایند اصطکاکی اغتشاشی، ذرات تقویت کننده از جنس ترکیبات بین فلزی al3ni در زمینه تشکیل شده اند. علاوه بر این در کامپوزیت al/ni/nio ذرات تقویت کننده آلومینا نیز تشکیل شده است. سختی نمونه های کامپوزیتی در مقایسه با آلومینیوم خالص آنیل شده از افزایش قابل توجهی برخوردار بود و سختی کامپوزیت های al-al3ni-al2o3 و al-al3ni نیز از کامپوزیت های تولیدی توسط فرایند نورد تجمعی پیوندی، افزایش قابل ملاحظه ای نشان داد. مقایسه رفتار سایشی حاکی از آن بود که کامپوزیت al-al3ni-al2o3 نسبت به سایر کامپوزیت ها مقاومت به سایشی بهتری از خود نشان داد. منحنی های تنش-کرنش نشان داد که کامپوزیت های تقویت شده با ترکیب بین فلزی از استحکام بیشتری نسبت به کامپوزیت های تولیدشده توسط فرایند نورد تجمعی پیوندی دارند.