مطالعة ریزساختاری و بررسی خواص مکانیکی نانوکامپوزیت "آلومینیوم خالص-گرافن" با استفاده از روش آسیاب گلوله‌ای در فرآیند ریخته‌گری با همزنی مکانیکی - مغناطیسی

نویسندگان

1 دانشجوی دکترا، مهندسی مکانیک، دانشگاه شهید بهشتی، تهرا ن.

2 دانشیار، مهندسی مکانیک، دانشگاه شهید بهشتی، تهران.

3 دانشیار، مهندسی مکانیک، دانشگاه علم و صنعت، تهران.

doi
10.22068/jstc.2021.533441.1735
چکیده

در پژوهش‌های اخیر، استفاده از گرافن به دلیل تأثیر مثبت بر خواص کامپوزیت‌ها از جمله خواص مکانیکی، الکتریکی و حرارتی مورد توجه قرار گرفته است. در این پژوهش، خواص ریزساختاری و مکانیکی نانوکامپوزیت ریختگی آلومینیوم خالص تقویت شده با 0.5درصد وزنی گرافن با همزنی مکانیکی - الکترومغناطیسی و سپس اکستروژن داغ و نهایتا آنیل، در دو روشِ استفاده از آسیاب گلوله‌ای و بدون استفاده از آسیاب گلوله‌ای بررسی شد. با بکار بردن روش‌های همزنی مکانیکی و الکترومغناطیسی، ترکیب‌ دو نیروی برشی و حجمی، تلاطم بیشتری را در فلز مذاب ایجاد کرده که منجر به توزیع مناسب ذرات تقویت کننده، کاهش ساختارهای دندریتی و اصلاح اندازه دانه در طول انجماد می‌شود. مطالعات ریزساختاری نشان داد که در روش آسیاب گلوله‌ای توزیع نانو ذرات گرافن در فاز زمینه و کاهش اندازه دانه، نسبت به روش بدون آسیاب گلوله‌ای مطلوب‌تر می‌باشد. در روش آسیاب گلوله‌ای، سختی، استحکام کششی و استحکام فشاری به ترتیب 19.7، 142.8 و 11.7 درصد و در روش بدون آسیاب به ترتیب 9، 85.2 و 13.5 درصد نسبت به آلومینیوم خالص افزایش یافته است. تغییر طول در روش آسیاب گلوله‌ای 6.8 و در روش بدون آسیاب گلوله‌ای 35.4 درصد کاهش نشان می‌دهد.