Skip to main content
SUPERVISOR
Masoud Panepour,Gholamreza Aryanpour,Mahmood Meratian isfahani
مسعود پنجه پور (استاد مشاور) غلامرضا آریانپور (استاد راهنما) محمود مراتیان اصفهانی (استاد راهنما)
 
STUDENT
Zahra Sadeghi
زهرا صادقی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی مواد
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1389

TITLE

Production of magnesium base foams by casting route and study of effective factors on its quality parameters
Nowadays, metal foams have attracted much attention because of their unusual combination of physical and mechanical properties. There are various methods to produce these structures. The Gasar method is much better than the traditional techniques in terms of effective porosity control, pore size and orientation. The particular condition of this method and its expensive production process are the limitations which the material engineers confront to them. For these reasons, recently, several researches have been developed a new fabrication technique using a thermal decomposition method in order to produce foams characterized by Gasar structures which made of different metals. In this study, according to magnesium potential applications in different industries, fabrication the lotus- type porous magnesium at atmospheric pressure using the thermal decomposition of two types of polymers called Viscous Rayon and Polypropylene with C 6 H 10 O 5 and C 3 H 6 molecular formulas, respectively, examined. In this method, the Hydrogen which is produced by thermal decomposition of polymer foam -causing agent, dissolved in Magnesium and formation of pores. The CELEMEX software was applied to determine the effect of foam causing factor on the structure of foam including amount of porosity and pore diameter. X- ray diffraction, thermal analysis and infrared spectroscopy are used to analysis the gas which achieved from decomposition of factors causing foam in argon atmosphere. This is the way of identify foam causing agent according to productions due to decomposition of that with temperature increasing. With increasing amount of foam-causing agent, the porosity increases to a maximum, but then did not change because of the solubility of hydrogen from a certain amount is constant. The average pore diameter is almost constant and not varied so much. Respectively, the highest porosity created through Viscous Rayon and Polypropylene fibers has been about 52% and 23%. The maximum porosity achieved from the Viscous Rayon fibers because of formation of a viscous slag on the surface of molten. Formation of slag increased the partial pressure of the gas in the molten metal. Consequently, the gas solubility increase, thus, it will be possible to build structures with higher porosity. But in manufacturing process using Polypropylene fibers, due to the lack of slag formation on the surface molten, there are not any factors to prevent gas escaping and the amount of porosity will be decreased. Therefore, it has been concluded that the foam manufacturing process through Viscous Rayon fibers provides extra porosity compared with the foam manufacturing process using Polypropylene fibers. Keywords: Magnesium foam, Gasar method, Thermal decomposition, Viscous Rayon fiber, Polypropylene fiber, porosity.
فوم های فلزی به خاطر خواص فیزیکی و مکانیکی منحصربفردشان به شدت مورد توجه قرار گرفته اند. این ساختارها از روش های گوناگونی قابل تولید می باشند که روش گازار یکی از این روش ها بوده و در مقایسه با سایر روش های تجاری معمول امکان کنترل مؤثر میزان تخلخل، اندازه و جهت گیری حفره را فراهم می کند. استفاده از روش گازار به علت شرایط عملیاتی ویژه و همچنین هزینه بالای تولید بسیار محدود گردیده است. اخیراً تحقیقاتی به منظور ساخت فوم هایی با مشخصات ساختارهای گازار از جنس فلزات گوناگون با استفاده از روش تجزیه حرارتی انجام شده است. با توجه به پتانسیل کاربردی فلز منیزیم در صنایع مختلف، در این پژوهش ساخت فوم گازار منیزیمی با استفاده از تجزیه حرارتی دو نوع الیاف پلیمری به نام های ویسکوزریون با فرمول مولکولی C 6 H 10 O 5 و پلی پروپیلن با ترکیب شیمیایی C 3 H 6 در فشار اتمسفر مورد مطالعه قرار گرفت. شناسایی عوامل فوم زای انتخابی از نظر ترکیب شیمیایی، روند تجزیه در اثر افزایش دما و همچنین آنالیز گازهای حاصل از تجزیه در اتمسفرهای محیط و آرگون به کمک آزمون های پراش پرتو ایکس (XRD)، آنالیز حرارتی (DTA و TG) و طیف سنجی مادون قرمز (FT- IR) صورت گرفت. در این روش، تشکیل حفره در اثر انحلال هیدروژن حاصل از تجزیه حرارتی عوامل فوم زای پلیمری در منیزیم به صورت مؤثر اتفاق می افتد. تأثیر مقدار عامل فوم زا بر ساختار فوم های ایجاد شده از نظر میزان تخلخل و قطر متوسط حفره با استفاده از نرم افزار آنالیز تصویری (CLEMEX) مورد بررسی قرار گرفت. با افزایش مقدار عامل فوم زا درصد تخلخل ابتدا تا یک حد ماکزیمم افزایش یافته ولی پس از آن بهبودی مشاهده نگردید که علت آن عدم تغییر میزان حلالیت هیدروژن در فاز مذاب بیش از یک مقدار مشخص می باشد. قطر متوسط حفره در اثر افزایش مقدار عامل فوم زا چندان تغییر نکرده و دارای مقادیر نسبتاً ثابتی است. بالاترین میزان تخلخل ایجاد شده با استفاده از الیاف ویسکوزریون حدود52% و این مقدار برای الیاف پلی پروپیلن در حدود 23% می باشد که بالاتر بودن میزان تخلخل ایجاد شده در اثر استفاده از الیاف ویسکوزریون به علت تشکیل سرباره ویسکوز بر روی سطح مذاب است. در اثر تشکیل سرباره، فشار جزئی گاز در مذاب افزایش یافته و در نتیجه منجربه افزایش میزان انحلال گاز می گردد و به این ترتیب تولید ساختارهایی با میزان تخلخل بیشتر ممکن خواهد بود. اما در فرایند ساخت فوم با استفاده از الیاف پلی پروپیلن به دلیل عدم تشکیل سرباره مؤثر بر روی سطح مذاب هیچ عاملی برای جلوگیری از فرار گاز از مذاب وجود نداشته و میزان تخلخل کاهش خواهد یافت. بنابراین این نتیجه به دست می آید که فرایند ساخت فوم با استفاده از الیاف ویسکوزریون امکان تولید مقادیر بیشتر تخلخل نسبت به روش استفاده از الیاف پلی پروپیلن را فراهم می آورد. کلمات کلیدی: فوم منیزیمی، روش گازار، تجزیه حرارتی، الیاف ویسکوزریون، الیاف پلی پروپیلن، تخلخل.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی