تولید و بررسی خواص کامپوزیت زمینه آلومینیم تقویت‌شده با ساختار شبکه‌ای منظم یکپارچه مس

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری، دانشکده مهندسی معدن و مواد، دانشگاه صنعتی امیر کبیر تهران

2 استاد دانشکده مهندسی معدن و مواد، دانشگاه صنعتی امیر کبیر تهران

doi
10.22034/frj.2024.446416.1191
چکیده

هدف از پژوهش حاضر امکا‌ن‌سنجی تولید یک کامپوزیت پایه آلومینیم است که فاز تقویت‌کننده مسی آن به روش ریخته‌گری دقیق تهیه شده است. مشخصه اصلی فاز تقویت‌کننده مسی، واحد و یکپارچه بودن آن است. درواقع مدل مومی فاز تقویت-کننده یکپارچه به روش پرینت سه بعدی با هندسه‌ای تکراری از سلول های منظم مکعبی با قطر یال‌های 2 و3 میلیمتر، تهیه شده است. لذا، بعد از قرارگیری مدل در قالب گچی و تخلیه موم و سپس پخت قالب، با ریخته‌گری مذاب مس در آن، یک شبکه 3 بعدی از مس یکپارچه با ساختار هندسی مشبک lattice structure بدست می‌آید. در مرحله بعدی، با قرار دادن این ساختار مشبک منظم مسی در یک قالب فلزی مکعب مستطیل، عملیات ریخته‌گری رخنه‌دهی توسط مذاب آلومینیم در فضای خالی این شبکه مسی، در داخل یک کوره الکتریکی، انجام می‌گیرد. نهایتا با کنترل زمان ماند قالب در کوره، سرعت انجماد، قبل از حل شدن شبکه مسی در زمینه آلومینیم، مشخص می‌شود و یک کامپوزیت جدید فلز/فلز ریخته‌گری خواهد شد. در ادامه، خواص فشاری کامپوزیت‌های Al/Cu تولیدی با دو قطر یال 2 و 3 میلیمتر، اندازه‌گیری شده و ساختار فازی آنها به منظور بررسی رفتار فشاری آنها تحلیل شده است. نتایج نشان داد، چقرمگی کامپوزیت تقویت‌شده با فاز تقویت‌کننده شبکه‌ای با قطر یال ۲ و 3 میلیمتر، به ترتیب حدود 114 و ۱۶۸ MJ.mm-3 است که نسبت به چقرمگی شبکه مسی آنها حدودا 2.5 برابر افزایش یافته است.