Skip to main content
SUPERVISOR
Mahmood Monir-vaghefi,Behzad Niroumand
سیدمحمود منیرواقفی (استاد راهنما) بهزاد نیرومند (استاد راهنما)
 
STUDENT
Benyamin Abbasipour
بنیامین عباسی پور

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی مواد
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1387

TITLE

Development of A356-CNT cast nano composites by injection of Al-Ni-P-CNT composite powders into the melt
Production of high strength metal matrix nano composite reinforced by CNT has been the base of many researches in the field of material engineering. In the present work A356-CNT cast nano composites were produced by stir casting and compocasting techniques. CNTs were injected into the melt in two different forms of raw CNT or Al-Ni-P-CNT composite powders. The composite powders were produced by Ni-P electroless plating technique. The effects of CNT addition and casting method on the microstructural, mechanical and electrical properties of the produced nano composites were investigated. Bath temperature of 80°C, bath pH of 5.5, CNT concentration of 1.25g/lit, Al particles to CNT ratio of 6 and stirring speed of 500 rpm were recognized as the optimum Ni-P electroless plating parameters for production of Al-Ni-P-CNT composite powders. The results revealed that addition of CNTs in the form of composite powders decreased the grain size of the matrix alloy. For the composites cast from the fully liquid state, the secondary dendrite arm spacing was decreased by about 60% and for the semi-solid cast samples the average equivalent circle diameter of ? Al particles was decreased by about 27%, when the CNTs were added by injection of Al-Ni-P-CNT composite powders into the melt. As a result, hardness, wear resistance and tensile properties of the composites were increased. Elastic modulus, yield strength and ultimate tensile strength of the composites produced by injection of composite powders was significantly improved compared with the matrix alloy or the composite produced by injection of untreated CNT. While the un-reinforced alloy kept less than 70% of its strength at 300?C, the semi-solid composites samples kept more than 90% of their strength at this temperature. The bending strength of the composite samples was increased by about 30% compared to that of the corresponding monolithic samples. Electrical conductivity of all composite samples was decreased by addition of CNT compared to that of monolithic samples
در سال‌های اخیر تولید نانوکامپوزیت?های زمینه فلزی تقویت شده با نانولوله‌های کربنی (CNT) با خصوصیات ساختاری و مکانیکی بالا، از زمینه?های اصلی تحقیقات در زمینه مهندسی مواد بوده است. در این پژوهش، نانوکامپوزیت ریختگی A356-CNT با استفاده از فرآیندهای ریخته‌گری گردابی و نیمه?جامد و با تزریق ذرات تقویت?کننده به دو صورت CNT خام و پودر کامپوزیتی Al-Ni-P-CNT حاصل از فرآیند آبکاری الکترولس Ni-P تولید شدند. در ادامه تاثیر افزودن CNT و فرآیند ریخته?گری بر خصوصیات ساختاری، مکانیکی و هدایت الکتریکی نانوکامپوزیت های تولیدی بررسی گردید. دمای 80 درجه سانتیگراد، pH برابر 5/5، مقدار CNT برابر gr/lit 25/1، نسبت وزنی ذرات Al به CNT برابر 6 و سرعت همزدن rpm 500 مقادیر بهینه پارامترهای فرآیند آبکاری الکترولس به منظور تولید پودرهای کامپوزیتی Al-Ni-P-CNT با توزیع مناسب CNT در آن تشخیص داده شدند. نتایج بدست آمده حاصل از فرآیند کامپوزیت‌سازی نشان داد که اضافه کردن CNT به صورت پودرکامپوزیتی Al-Ni-P-CNT به آلیاژ زمینه باعث کاهش چشمگیر اندازه دانه‌های ساختار زمینه می‌گردد به طوریکه درکامپوزیت‌های تولید شده به روش گردابی، فاصله بین بازوهای ثانویه‌ی دندریتی حدود 60 درصد و در نمونه‌های تولید شده به روش نیمه‌جامد، مقدار متوسط قطر دایره معادل دانه‌های اولیه a Al حدود27 درصد کاهش یافت. سختی و مقاومت به سایش کامپوزیت?ها وابسته به درصد ذرات تقویت?کننده باقیمانده درمذاب، درصد تخلخل و ریزساختار بود و در تمامی کامپوزیت?های تولیدی نسبت به آلیاژ تقویت نشده افزایش یافت. بیشترین مقدار این افزایش در کامپوزیت?های تولیدی به روش نیمه?جامد و 30 درصد کسر جامد اولیه، دیده شد. مدول الاستیک، استحکام تسلیم و استحکام کشش نهایی نانوکامپوزیت?های تولیدی با تزریق پودر?های کامپوزیتی نسبت به آلیاژ زمینه افزایش چشمگیری داشتند. نانوکامپوزیت?های تولیدی به روش نیمه?جامد و30 درصد کسر جامد اولیه حدود 93 درصد استحکام خود را در دمای 300 درجه سانتیگراد نسبت به دمای محیط حفظ کردند در حالی که این مقدار برای آلیاژ A356 تقویت نشده حدود 69 درصد بود. استحکام خمشی نمونه‌های کامپوزیتی نسبت به نمونه‌های غیرکامپوزیتی مشابه به طور متوسط حدود30 درصد افزایش داشت که این بهبود به دلیل حضور CNT ها با استحکام خمشی فوق العاده‌ درون ساختار زمینه می‌باشد. هدایت الکتریکی نمونه‌های کامپوزیتی نسبت به نمونه‌های مشابه غیرکامپوزیتی، با اضافه شدن CNT به زمینه، کاهش یافت.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی