دانلود پروژه: ساخت و بررسی خواص نانو کامپوزیت سطحی Al/SiO2 (np)  توسط فرآیند اصطکاکی اغتشاشی

تعداد 14صفحه در فایل word

کارشناسی ارشد

(گرایش شکل دادن فلزات)

ساخت و بررسی خواص نانو کامپوزیت سطحی Al/SiO₂ (np)  توسط فرآیند اصطکاکی اغتشاشی

Production and investigation of Al/SiO₂ (np) surface nanocomposite properties via friction stir processing

مقدمه

آلومینیوم و آلیاژهای آن پس از فولاد از جمله پرمصرف ترین آلیاژهای فلزی می باشند. ویژگی های بی نظیر آلیاژهای آلومینیوم از قبیل نسبت استحکام به وزن بالا، مقاومت به خوردگی نسبتا خوب و هدایت الکتریکی و گرمایی بالا، سبب شده که این آلیاژها در زمینه های مختلف مهندسی، همچون صنایع خودروسازی، نظامی، دریایی و هوافضا کاربرد داشته باشد[1].

باتوجه به اینکه استفاده از آلومینیوم به علت پاره ای از خواص مکانیکی ضعیف آن محدود می باشد اما ایجاد یک لایه کامپوزیت سطحی می تواند موجب افزایش استحکام مکانیکی و افزایش مقاومت به سایش آلومینیوم و آلیاژهای آن گردد و عملا با اجرای این فرآیند خواص مکانیکی آلومینیوم بهبود یافته و کاربرد آن گسترش می یابد. در سال های اخیر کامپوزیت های زمینه آلومینیومی تقویت شده با ذرات سرامیکی، به دلیل خواص منحصر به فردی مثل وزن پایین، نسبت استحکام به وزن بالا، مقاومت خوب در دمای بالا، ضریب انبساط حرارتی کم، مقاومت به سایش بالا و همچنین شکل پذیری مناسب سبب شده است تا کاربردهای فراوانی در صنعت پیدا کند[1].

کامپوزیت های زمینه فلزی دارای ذرات تقویت کننده ای می باشند و دارای مزایای بسیاری می باشند که از جمله می توان به مدول و استحکام بالا اشاره نمود. کامپوزیت ها عمدتا توسط متالورژی پودر و یا ریخته گری تولید   می شوند که البته در متالورژی پودرمحدودیت کمتر می باشد و می توان زمینه را با انواع گوناگون تقویت کننده به کامپوزیت تبدیل کرد در روش متالورژی پودر آلیاژ زمینه با ذرات تقویت کننده مخلوط شده تا ترکیب همگن حاصل شود و در مرحله بعد استفاده از نورد و یا اکستروژن برای تولید کامپوزیت از طریق متالورژی پودر ضروری می باشد. پس باید تحکیم سازی حتما صورت پذیرد[2].

کامپوزیت های زمینه فلزی به علت نوع ساختار و کاربردهای الکتریکی نوع مهمی از مواد  می باشند و همچنین تولید این دسته از کامپوزیت ها به علت تولید آسان و هزینه پایین و خواص یکسان کامپوزیت تولید شده مورد توجه می باشند. در تولید این دسته از کامپوزیت ها مشکلاتی وجود دارد مانند پیوند ضعیف سطحی و قدرت تر شوندگی فاز تقویت کننده که ناشی از آلودگی سطحی ذرات تقویت کننده می باشد[3].

خواص مکانیکی این دسته از کامپوزیت ها توسط سایز پودر و درصد حجمی ذرات تقویت کننده تعیین می شود، ویژگی منحصر به فرد کامپوزیت های زمینه فلزی داشتن ساختار کاملا همگن و پایداری ترمودینامیکی                                می باشد[3].

سیلیکا یا اکسید سیلیسیم بیش از هر اکسید دیگری در پوسته زمین یافت می شود ، عنصر سیلیسیم به صورت آزاد در طبیعت وجود ندارد . سیلیس می تواند در ترکیب با اکسیدها وجود داشته باشد . سیلیس شبه لایه ای دارای خلوص بالایی بوده و معادن عمده آن در کشورهای آلمان، برزیل و آمریکا قرار دارد. سیلیس اروپایی از نوع رسوبی است و دارای چسبندگی زیادی است. کاربردهای این گونه سیلیس زیاد است و معادن آن در کشور های فرانسه بلژیک و آلمان مورد استخراج قرار می گیرند [4].

مزیت اصلی نانو سیلیکا در مقایسه با سیلیکا مساحت سطح بالای این ماده است که باعث می‌شود در بستر مورد استفاده برهم‌کنش بیشتری از خود نشان دهد.این ماده می‌تواند با مقدار مصرف پایین‌تر، اثرات نهایی بهتری نسبت به میکروسیلیکا داشته باشد، به طور مثال در صنایع سیمان، استفاده از نانو سیلیکا اثراتی 14 برابر همان میزان میکروسیلیکا از نظر اقتصادی دارد . ابعاد نانو سیلیکاها به طور معمول دارای ابعادی بین 15 تا 20 نانو متر می باشد و معمولا در خلوص بالا موجود می باشند [4].

در این تحقیق سعی بر آن است که با ایجادکامپوزیت سطحی بر روی ورق آلومینیوم توسط نانو ذرات SiO₂ با استفاده از فرآیند اصطکاکی اغتشاشی خواص مکانیکی و سطحی آلومینیوم بهبود یابد.

ساخت و بررسی خواص نانو کامپوزیت سطحی