تولید و مشخصه یابی کامپوزیت ریختگی آلومینیم - الیاف کوتاه کربنی توسط فرایند ریخته گری کوبشی
چکیده
الیاف کربن به دلیل دارا بودن ویژگی¬های منحصربه¬فرد، به عنوان گزینه مناسبی برای تقویت کامپوزیت¬های زمینه فلزی به شمار می-روند. در این پژوهش کامپوزیت ریختگی زمینه آلیاژ آلومینیم a413، تقویت شده با الیاف کوتاه کربن، با استفاده از ترکیبی از فرایند ریخته¬گری گردابی وکوبشی تولید شد. در ادامه تاثیر اعمال فشار، درصد حجمی الیاف و پوشش الیاف بر چگالی و تخلخل، توزیع تقویت¬کننده، خواص مکانیکی، هدایت الکتریکی و خواص سایشی کامپوزیت¬های تولیدی مورد بررسی قرار گرفت. به منظور پوشش¬دهی الیاف کربن، از روش الکترولس نیکل-فسفر استفاده و تاثیر افزودن غلظت¬های مختلف سورفکتانت pva به حمام الکترولس، بر یکنواختی پوشش اعمالی بر الیاف کربن بررسی گردید. غلظت بهینه pva در حمام g/lit 5/0 تشخیص داده شد. اعمال فشار بر مذاب، باعث افزایش چگالی نمونه¬ها و کاهش تخلخل آنها می¬شود. همچنین با افزایش درصد الیاف کربنی به ساختار، چگالی نمونه¬ها کاهش و تخلخل آنها افزایش یافت. پوشش دادن الیاف کربن منجربه افزایش چگالی و کاهش درصد تخلخل شد. نتایج به دست آمده حاکی از توزیع عمدتاً دسته¬ای الیاف در ساختار برای کامپوزیت¬های تقویت¬شده با الیاف بدون پوشش است که عدم اعمال فشار بر مذاب منجر¬به عدم نفوذ و اعمال فشار باعث نفوذ مذاب در بین دسته¬های الیاف می¬شود. استفاده از الیاف پوشش¬داده شده به همراه اعمال فشار بر مذاب در فرایند ریخته¬گری منجر به دستیابی به توزیع یکنواخت الیاف در زمینه می¬گردد. در کامپوزیت¬های تقویت شده با الیاف بدون پوشش و بدون فشار، با افزایش درصد تقویت¬کننده، افت خواص مکانیکی و خواص سطحی مشاهده شد. نتایج نشان می-دهد، در کامپوزیت¬های تولید شده تحت شرایط اعمال فشار بر مذاب و الیاف بدون پوشش تا 2درصد حجمی الیاف، خواص مکانیکی بهبود یافته و با افزودن 3 درصد افت خواص رخ می¬دهد. در حالی¬که در کامپوزیت تقویت شده با 3 درصد حجمی الیاف دارای پوشش و منجمدشده همراه با اعمال فشار، استحکام بیش از دو برابر و سختی نزدیک به دو برابر نسبت به نمونه غیرکامپوزیتی منجمد شده بدون اعمال فشار افزایش یافت. نتایج حاصل از آزمون سایش نشان از افت خواص سایشی در شرایط بدون فشار و بهبود خواص سایشی در حضور الیاف کربنی و تحت فشار دارد. نتایج اندازه¬گیری مقاومت الکتریکی نمونه¬ها نشان¬دهنده کاهش رسانایی الکتریکی نمونه¬های کامپوزیتی نسبت به نمونه¬های مشابه غیرکامپوزیتی است.
اساتید راهنما و مشاور
بهزاد نیرومند، رحمت الله عمادی، محمود منیرواقفی، مریم کرباسی
