اثر افزودن آلومینا بر خواص مکانیکی و ریزساختار کامپوزیت زمینه آلومینیوم تقویت شده با نانولوله‌های ‌کربنی چند دیواره

نویسندگان

1 گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه تربیت دبیر شهید رجایی، تهران، ایران

2 گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه تربیت دبیر شهید رجایی، تهران، ایران

3 گروه مهندسی مواد و متالورژی، دانشگاه تربیت دبیر شهید رجایی، تهران، ایران

4 گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه تربیت دبیر شهید رجایی، تهران، ایران

5 گروه مهندسی مواد و متالورژی، دانشگاه تربیت دبیر شهید رجایی، تهران، ایران

doi
10.22034/ijme.2025.492621.2034
چکیده

کامپوزیت‌های زمینه آلومینیومی از متداول‌ترین کامپوزیت‌های زمینه فلزی هستند که در صنایع مهمی چون خودروسازی و هوافضا بسیار مورد استفاده قرار می‌گیرند. انتخاب تقویت‌کننده مناسب به این کامپوزیت‌ها که افزایش خواص مکانیکی را به‌ همراه داشته باشد برای صنعت بسیار ارزشمند است. در پژوهش حاضر، اثر افزودن آلومینا در درصد‌های وزنی 0، 1 و 3 به کامپوزیت زمینه آلومینیومی تقویت شده با 1 درصد وزنی نانولوله‌های کربنی چند دیواره، مورد بررسی قرار گرفت. در ابتدا پودرهای اولیه با استفاده از روش آسیاکاری سیاره‌ای به مدت 2 ساعت و نسبت گلوله به پودر 10:1 با یکدیگر ترکیب شدند. ترکیبات پودری حاصل، برای رسیدن به یک استحکام اولیه تحت فشار پرس هیدرولیک (150 مگاپاسگال) قرار گرفتند، سپس دمای 530 درجه ‌سانتی‌گراد به مدت زمان 45 دقیقه تف‌جوشی شدند. طبق تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی، پراکندگی تقویت‌کننده‌ها در زمینه کامپوزیت تقریباً یکسان بود که نشان از انتخاب روش و زمان مناسب آسیاکاری دارد. براساس نتایج آزمون‌های خواص مکانیکی، نمونه فاقد سرامیک آلومینا دارای سختی 24.3 برینل و ضریب سایش 0.410 بود. در مقایسه، نمونه‌ای که حاوی 3 درصد وزنی آلومینا بود، به سختی 30.6 برینل و ضریب سایش 0.332 رسید. یعنی سختی 26 درصد افزایش و ضریب سایش 19 درصد کاهش داشته است. این بهبود خواص را می‌توان نتیجه سختی ذاتی سرامیک آلومینا، پراکندگی خوب تقویت‌کننده‌ها در زمینه و همچنین اثر هم‌افزایی تقویت‌کننده‌ها دانست.