Skip to main content
SUPERVISOR
Alireza Alafchian,Ali Maleki,Behzad Niroumand
عليرضا علافچيان (استاد مشاور) علي مالکي (استاد راهنما) بهزاد نيرومند (استاد راهنما)
 
STUDENT
Sayed Mohamad Reza Saadati
سيدمحمدرضا سعادتي

FACULTY - DEPARTMENT

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

TITLE

Synthesis of aluminium matrix nano composite by addition of products of organic materials pyrolysis to the melt
Nowadays, technological and industrial advancement is highly dependent on introduction of new materials with special properties. Production of composite materials had been a major step in development and optimization of materials. Aluminum matrix composites due to unique properties such as high strength to weight ratio, good ductility, high corrosion resistance, good thermal and electrical conductivity are the most commonly used metal matrix composites. There are different methods for producing composites, among which liquid state methods are more practical. Mechanical properties of composites depends on the distribution of particles, particle size and shape, wettability and casting defects. In this study, aluminum matrix nano-composite reinforced with silicon oxy-carbide particles was manufactured by in-situ stir casting. A mixture of organic silanes, TEOS and PDMS, at a weight ratio of 40/60 was used to synthesize ceramic particles. Sol-gel method, followed by pyrolysis at different temperatures was employed to complete ceramic particles manufacturing. The results of Fourier Transform Infrared Spectroscopy test of the particles revealed Si-O-Si and Si-C bonds. The product was a nanopowder according to the results of microscopic studies as well as measurements of specific surface area. For further investigation a mixture of pure aluminum powder and silicon oxy carbide were heated at 800°C for an hour in argon atmosphere. X-ray diffraction analysis indicated presence of aluminum oxide, silicon carbide and some aluminum.In order to manufacture aluminum matrix composite, 1 and 3 wt% silicon-oxy-carbide nanoparticles were added to a vortex of molten aluminum. The resultant slurries were poured at 800 and 900°C.The results of the microstructure and mechanical properties investigations of the composites showed improvements of yield strength and hardness up to 46.5% and 5.9% respectively. Nevertheless addition of more silicon oxy-carbide nanoparticles adversely affects mechanical properties because of increasing porosity as well as agglomeration of the particles. Keywords: Cast composite, aluminium matrix, insitu, pyrolysis, reinforcement
چکيده امروزه پيشرفت فناوري و صنعت به شدت وابسته به تهيه مواد جديد با خواص ويژه است. در اين ميان ساخت کامپوزيت ها گامي بلند در توسعه و بهينه سازي مواد بوده است. کامپوزيت هاي زمينه آلومينيومي به دليل خواص منحصر بفردي همچون نسبت استحکام به وزن بالا، مقاومت به خوردگي خوب، هدايت حرارتي و الکتريکي مناسب و شکل پذيري خوب از پرکاربردترين انواع هستند. روش هاي متفاوتي براي ساخت کامپوزيت ها وجود دارد. در اين ميان ساخت به روش ريخته گري کاربردي تر است. خواص مکانيکي کامپوزيت ساخته شده به شدت به نحوه توزيع ذرات، اندازه و شکل ذرات، مقدار ترشوندگي ذرات، و عيوب ريختگي بستگي دارد. در پژوهش حاضر نانوکامپوزيت زمينه آلومينيومي تقويت شده با ذرات سراميکي سيليکون اکسي کاربيد به روش ريخته گري گردابي و استفاده از روش درجا ساخته شد و استحکام کششي آن مورد بررسي قرار گرفته است. ذرات تقويت کننده از مخوط دو ماده آلي سيلاني، TEOS و PDMS با نسبت وزني 40/60 و به روش سل ژل ساخته شد و پس از پيروليز در دماهاي متفاوت به حالت سراميکي تبديل شد. نتايج آزمون طيف سنجي تبديل فوريه مادون قرمز بر روي ذرات توليدي، وجود پيوندهاي Si-O-Si وSi-C را به صورت هم زمان نمايش مي دهد، همچنين تصاوير ميکروسکوپي و اندازه گيري سطح ويژه ذرات سراميکي، ساخت نانو ذرات رانشان مي دهد. نتايج آزمون پراش سنجي پرتو ايکس بر روي مخلوط پودر آلومينيوم خالص و نانو ذرات سراميکي سيليکون اکسي کاربيد که به مدت يک ساعت در دماي C?800 و در اتمسفر خنثي آرگون قرار گرفته است، حضور آلومينيوم اکسيد و سيليسيم خالص در کنار مقدار جزئي آلومينيوم کاربيد را نشان مي دهد. در ادامه به منظور کامپوزيت سازي، مقدار 1 و 3 درصد وزني نانو ذرات سراميکي سيليکون اکسي کاربيد به مذاب آلومينيوم خالص افزوده شد و ريخته گري کامپوزيت به روش گردابي در دماهاي C?800 و C?900 صورت گرفت. بررسي مشخصات ريزساختاري و خواص مکانيکي کامپوزيت هاي ساخته شده بهبود تنش تسليم تا حداکثر 5/46% درصد وبهبود سختي تا 5/9% را در نمونه هاي کامپوزيتي نشان مي دهد، هرچند افزايش بيشتر ذرات تقويت کننده با ايجاد تخلخل بيشتر و افزايش کلوخه اي شدن موجب افت خواص مي شوند. کلمات کليدي

ارتقاء امنیت وب با وف بومی