Skip to main content
SUPERVISOR
Masoud Panepour,Mahmood Meratian isfahani
مسعود پنجه پور (استاد مشاور) محمود مراتيان اصفهاني (استاد راهنما)
 
STUDENT
Morteza Ghasri Khouzani
مرتضي قصري خوزاني

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی مواد
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1384

TITLE

Investigation of Effect of Mechanical Activation on Decomposition of Aluminum Sulfate in Fabrication of Aluminum-Alumina (p) by In Situ Method
Aluminum matrix composites have greatly been used in automotive, military and aerospace industries because of their high specific strength, good wear resistance, low coefficient of thermal expansion, and high oxidation resistance. One of the methods for fabricating aluminum matrix composites is in situ method, in which reinforcing phase is formed in matrix phase via chemical reactions between elements or between elements and other compounds. In this research, mechanically activated aluminum sulfate was injected into molten pure aluminum to produce in situ aluminum-alumina (p) composite. Mechanical activation of aluminum sulfate reduced its decomposition temperature from 950 ?C to aluminum melting point, which it was attributed to decrease of crystallite size, increase of lattice strain and specific surface area. Kinetics of thermal decomposition of aluminum sulfate was studied by thermogravimetric data under non-isothermal conditions. Although mechanism of decomposition reaction of aluminum sulfate was not changed due to mechanical activation, activation energy value was decreased with increasing of activation time. Aluminum sulfate was decomposed in melt to alumina and SO 3 , which later one left the melt without changing its composition. Scanning electron microscopy (SEM) was used to evaluate sizes and distribution of alumina particles in composite samples. It was found that distribution of alumina particles was improved with increasing of the rotation speed of impeller, and alumina particles size was almost one micron. Mechanical properties of fabricated composites were evaluated by hardness, wear, and tension tests. Weight loss of samples after 100 meters wear under 4 Newton load was reduced from 10.1 milligrams for non-composite specimen to 5.0 milligrams for composite one. Yield stress and ultimate tensile strength of specimens were increased, but their elongations were decreased with increased alumina percentages.
چکيده کامپوزيت هاي زمينه آلومينيمي به دليل خواصي همچون استحکام ويژه بالا، مقاومت به سايش خوب، ضريب انبساط حرارتي پايين و مقاومت به اکسيداسيون بالا کاربرد زيادي را در صنعت خودروسازي، صنايع نظامي و صنايع هوافضا پيدا کرده اند. يکي از روش هاي ساخت کامپوزيت هاي زمينه آلومينيمي، روش درجا مي باشد که در آن فاز تقويت کننده از طريق انجام واکنش هاي شيميايي بين عناصر يا بين عناصر و ترکيب هاي ديگر درون فاز زمينه ايجاد مي شود. در اين تحقيق براي توليد کامپوزيت آلومينيم- آلوميناي ذره اي به روش درجا، پودر سولفات آلومينيم پس از فعال سازي مکانيکي به مذاب آلومينيم خالص تزريق شد. انجام فعال سازي مکانيکي باعث کاهش دماي تجزيه سولفات آلومينيم از C°950 به حدود دماي ذوب آلومينيم شد که علت آن کاهش اندازه دانه هاي کريستالي، افزايش کرنش شبکه و افزايش سطح ويژه بود. رفتار سينتيکي واکنش تجزيه سولفات آلومينيم از روي داده هاي وزن سنجي حرارتي (TG) تحت شرايط غيرهم دما مورد مطالعه قرار گرفت. اگر چه مکانيزم واکنش تجزيه سولفات آلومينيم در اثر فعال سازي مکانيکي تغيير نکرد، ولي مقدار انرژي اکتيواسيون با افزايش زمان فعال سازي کاهش يافت. در اثر تجزيه سولفات آلومينيم در مذاب، علاوه بر ذرات آلومينا، گاز SO 3 نيز ايجاد گرديد که بدون ايجاد تغيير در ترکيب شيميايي مذاب از آن خارج شد. براي ارزيابي اندازه و توزيع ذرات آلومينا در نمونه هاي کامپوزيتي ساخته شده از تصاوير ميکروسکوپ الکتروني روبشي استفاده شد. اين تصاوير نشان داد که با افزايش سرعت همزدن مذاب، توزيع ذرات بهبود يافته است و اندازه متوسط آن ها حدود يک ميکرون بوده است. براي ارزيابي خواص مکانيکي کامپوزيت هاي توليدي آزمايش هاي سختي، سايش پين بر ديسک و کشش انجام شد. کاهش وزن نمونه ها پس از مسافت 100 متر سايش تحت بار 4 نيوتن از حدود 1/10 ميلي گرم براي نمونه غير کامپوزيتي به حدود 5 ميلي گرم براي نمونه کامپوزيتي حاوي 16 درصد ذرات آلومينا کاهش يافت. با افزايش درصد فاز آلومينا استحکام تسليم و استحکام کششي نهايي نمونه ها افزايش يافت ولي درصد ازدياد طول اندکي کاهش پيدا کرد.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی