Skip to main content
SUPERVISOR
MohammadReza Toroghinejad,Mohammad Hossei Enayati,Fatallah Karimzadeh
محمدرضا طرقي نژاد (استاد مشاور) محمدحسين عنايتي (استاد راهنما) فتح اله کريم زاده (استاد راهنما)
 
STUDENT
Hossein Jabbari
حسين جباري

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی مواد
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1390

TITLE

Fabrication of In-situ Al-Ni/Al2O3 Nanocomposite by Combination of Accumulative Roll-Bonding (ARB) and Friction Stir Processing (FSP) evaluation of it's formation mechanism
In the present research, Al-Ni/Al 2 O 3 nanocomposite was in-situ synthesized by combination of Accumulative Roll-Bonding (ARB) and Friction Stir Processing (FSP). To do this, first Accumlative Roll-Bonding (ARB) was utilized to get Al/Ni/NiO composite. Therefor, five cycles of ARB were performed on aluminum sheets and nickel foils (15 wt%) containing a uniform dispersion of nickel oxide powders (1 wt%) on them. In the second part of the research, three passes of friction stir processing (FSP) with a linear speed of 12.5 mm/min and a rotational speed of 2000 rpm were performed on the Al/Ni/NiO composite. FSP was intended to fabricate Al-Ni/Al 2 O 3 nanocomposite through in-situ reactions between Al, Ni and NiO. As a comparison, Al-Al 3 Ni composite was produced under same conditions in the absence of oxide powder. Identification of the phases was done by x-ray diffraction (XRD) and energy dispersive spectroscopy (EDS). Microstructural features of the specimens were studied by scanning electron microscope (SEM) and optical microscope (OM). No intermetallic compound was found in the XRD patterns of the specimens after five cycles of ARB. On the other hand, FSP was successful in the formation of Al 3 Ni compound through in-situ reaction of Ni particles with Al matrix. Hardness values of the ARB samples were higher than the annealed aluminum sample and still lower than Al/Al 3 Ni-Al 2 O 3 and Al/Al 3 Ni composites. A significant improvement in the wear performance of the FSP samples compared to ARB samples, was observed. Due to the results of the tensile tests, the in-situ synthesized nanocomposites yield higher strength than ARB samples. Keywords: Alumium Matrix Nanocomposite, Nickel Aluminaids, Accumulative Roll-Bonding, Friction Stir Processing
چکيده در اين پژوهش ابتدا کامپوزيت Al/Ni/NiO به کمک فرايند نورد تجمعي پيوندي [1] (ARB) توليد و سپس شرايط انجام واکنش درجا ميان آلومينيوم، ذرات نيکل و پودر اکسيد نيکل با استفاده از فرايند اصطکاکي اغتشاشي [2] (FSP) جهت ساخت نانوکامپوزيت آلومينيوم با ذرات تقويت‌کننده آلومينا و ترکيب بين‌فلزي Al 3 Ni فراهم و مشخصه يابي شد. به اين منظور پودر اکسيد نيکل (1% وزني) به صورت يکنواخت در بين ورق‌هاي آلومينيوم و فويل‌هاي نيکل (15% وزني) توزيع شده و سپس فرايند نورد تجمعي پيوندي تا پنج سيکل انجام گرفت. سپس فرايند اصطکاکي اغتشاشي با سرعت پيشروي 5/12 ميلي‌متر بر دقيقه و سرعت چرخش 2000 دور بر دقيقه تا سه پاس بر روي کامپوزيت توليدشده توسط فرايند نورد تجمعي پيوندي انجام پذيرفت. به منظور مقايسه، تحت شرايط يکسان، بدون اضافه کردن پودر اکسيد نيکل کامپوزيت Al-Al 3 Ni نيز توليد شد. جهت تعيين فازهاي توليدشده در طي فرايند از پراش پرتو ايکس (XRD) و طيف‌سنج اشعه ايکس (EDS) استفاده شده و بررسي ريز ساختارها به کمک متالوگرافي و ميکروسکوپي الکتروني روبشي (SEM) صورت پذيرفت. الگوي پراش پرتو ايکس نمونه‌ها نشان داد که در کامپوزيت هاي Al/Ni/NiO و Al/Ni توليدشده توسط فرايند نورد تجمعي پيوندي هيچ‌گونه ترکيب بين فلزي تشکيل نشد ولي در ادامه با انجام فرايند اصطکاکي اغتشاشي، ذرات تقويت‌کننده از جنس ترکيبات بين فلزي Al 3 Ni در زمينه تشکيل شده‌اند. علاوه بر اين در کامپوزيت Al/Ni/NiO ذرات تقويت کننده آلومينا نيز تشکيل شده است. سختي نمونه‌هاي کامپوزيتي در مقايسه با آلومينيوم خالص آنيل شده از افزايش قابل توجهي برخوردار بود و سختي کامپوزيت هاي Al-Al 3 Ni-Al 2 O 3 و Al-Al 3 Ni نيز از کامپوزيت هاي توليدي توسط فرايند نورد تجمعي پيوندي، افزايش قابل‌ملاحظه‌اي نشان داد. مقايسه رفتار سايشي حاکي از آن بود که کامپوزيت Al-Al 3 Ni-Al 2 O 3 نسبت به ساير کامپوزيت ها مقاومت به سايشي بهتري از خود نشان داد. منحني‌هاي تنش-کرنش نشان داد که کامپوزيت هاي تقويت‌شده با ترکيب بين فلزي از استحکام بيشتري نسبت به کامپوزيت هاي توليدشده توسط فرايند نورد تجمعي پيوندي دارند [1] Accumulative Roll Bonding (ARB) [2] Friction Stir Processing (FSP)

ارتقاء امنیت وب با وف بومی