Skip to main content
SUPERVISOR
MohammadReza Toroghinejad
محمدرضا طرقي نژاد (استاد راهنما)
 
STUDENT
Elaheh Amirkhani dehkordi
الهه اميرخاني دهکردي

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی مواد
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1392

TITLE

Evaluation of mechanical properties and microstructure of Cu foam produced by Accumulative Roll-Bonding with usage of CaCO3 as blowing agent
In this research Accumulative roll-bonding was used to produce Cu foam. CaCO 3 powder was utilized as the blowing agent. Accumulative roll-bonding carried out in 4 cycles with 75% reduction. CaCO 3 powder was scattered in the between layers of copper, in different weight percentages (0.1 to 0.5). 4 cycle operation was performed for each of the powder. To create porosity in the structure, samples were heated at 5 temperatures (650, 700,800,900 and 1000 ° C). To investigate mechanical behavior, compression test was carried out and Microstructures were investigated by Scanning Electron Microscopy. The Scanning Electron Microscopy results indicate that the distribution of porosity caused by the decomposition of calcium carbonate were improvement in all weight percent of CaCO 3 by increasing the number of Accumulative roll-bonding cycles. The distribution of porosity was improved in 3 rd cycle at low percentage of CaCO 3 and in 0.4 wt% more number of ARB cycles were need to achieve suitable distribution but in 0.5 wt% the sample was failed. Mechanical properties and compressive strength were improved by increasing the number of ARB cycles. The highest compressive strength was achieved in 4 th cycle. The optimal temperature for foaming was 900 ° C. Key words : Cu foam, Accumulative roll-bonding, CaCO 3 , Mechanical properties, Microstructure
چکيده در اين پژوهش از فرايند نورد تجمعي پيوندي براي توليد فوم مسي استفاده گرديد. از پودر کلسيم کربنات به عنوان عامل فوم ساز در ساختار استفاده شد. فرايند نورد تجمعي پيوندي به طور موفقيت آميز تا 4 سيکل با کاهش ضخامت 75% روي ورق هاي مسي که بين لايه هاي آن پودر کلسيم کربنات پراکنده شده بود، انجام شد. پودر کلسيم کربنات در 5 مقدار 1/0%، 2/0%، 3/0%، 4/0% و 5/0% در نمونه هاي جداگانه اضافه شد و نمونه ها در 4 سيکل براي هر درصد به صورت مجزا ساخته شدند. به منظور ايجاد تخلخل در ساختار نمونه هاي حاصل از فرايند در 5 دماي فوم سازي 650، 700، 800، 900 وC ° 1000 تحت حرارت دهي قرار گرفتند. جهت بررسي خواص مکانيکي فوم هاي ساخته شده، آزمون فشار روي هرکدام از نمونه ها انجام گرفت و براي بررسي خواص ريزساختاري آن ها از ميکروسکوپ الکتروني استفاده شد. با بررسي تصاوير ميکروسکوپي اين نتايج حاصل شد که در همه درصد ها با افزايش تعداد سيکل نورد توزيع ذرات و در پي آن توزيع تخلخل ها در ساختار بهبود يافته است. در درصد هاي پايين کلسيم کربنات توزيع ذرات در سيکل سوم به مقدار بهينه خود رسيد و در 4/0% براي رسيدن به توزيع مناسب تعداد بيشتري از سيکل فرايند لازم بود، در ميزان 5/0% از عامل فوم ساز کلسيم کربنات امکان ساخت فوم وجود نداشت و ساختار دچار فروپاشي شد. خواص مکانيکي و استحکام فشاري نمونه ها در هر درصد با افزايش سيکل بهبود يافت و بيشترين استحکام فشاري در نمونه مطلوب از نظر ريز ساختاري، براي هر درصد در سيکل چهارم بدست آمد.درصد کلسيم کربنات بهينه در ساختار به عنوان عامل فوم ساز 4/0% گزارش شد و دماي بهينه فرايند فوم سازي دماي C ° 900 به دست آمد. در کل در اين پژوهش نمونه فومي که داراي بهترين خواص مکانيکي و ريزساختاري باشد، نمونه Cu-0.4% CaCO 3 -4pass گزارش شد که در دماي C ° 900 تحت عمليات فوم سازي قرار گرفته است. کلمات کليدي: فوم مسي، نورد تجمعي پيوندي، کلسيم کربنات، خواص مکانيکي، ريزساختار

تحت نظارت وف ایرانی