Skip to main content
SUPERVISOR
Abbas Ghaei,Ali Maleki,Aboozar Taherizadeh
عباس قائی (استاد راهنما) علی مالکی (استاد مشاور) ابوذر طاهری زاده (استاد راهنما)
 
STUDENT
Hasan Issa
حسن عیسی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی مکانیک
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1393
Aluminum matrix nanocomposites reinforced with ceramic particles due to appropriate mechanical and physical properties are widely used in various industries such as military, automotive and aerospace. These industries require light materials which could work for long time and also at high temperatures. So far, silica nanoparticle hasn’t been used as a reinforcing phase for metal matrix composites. In this research, aluminum-aluminum/nano-silica synthesized using powder metallurgy rout as well as powder in tube method, then hot extrusion process and investigation of components properties successfully completed. For this purpose, the effect of nano-silica powder percentage in the aluminum/nano-silica composite and the percentage of nanocomposite powder inside the tube in powder in tube method were investigated. In this regard, firstly, nano-silica powder with aluminum powder were mixed by planetary ball mill for two hours and then poured and compacted inside a pure aluminum tube. Powder in tube samples were sintered at the desired condition and then extruded at 400 ?C. Similarly, reference samples using pure aluminum powder were prepared, then components properties were evaluated. Microstructural investigations, as well as the interface between the sheath and core using optical microscopy and scanning electron microscopy were performed. After hot extrusion mechanical properties of the developed materials were investigated by employing macro- and micro-hardness, density, tensile, cold compression and hot compression tests. According to the results there were no evidence of reaction between Al and SiO 2 and formation of any new phase during ball milling process. Experimental tests on aluminum matrix composite, reinforced with nano SiO 2 particles revealed that hardness and tensile strength increased 42% and 25%, respectively by addition of only 1%wt SiO 2 nanoparticle. Also the results showed that in powder in tube samples tensile strength for aluminum-aluminum/nano-silca were increased 25% comparing with aluminum-aluminum samples. Microscopic images showed that by using hot extrusion process the interface between sheath and core has no defects and is continuous. Keywords : Metal matrix nanocomposite, Macro composite, Powder metallurgy, Hot extrusion, Powder in tube.
نانوکامپوزیت های زمینه آلومینیوم تقویت شده با ذرات سرامیکی به دلیل خواص مکانیکی و فیزیکی مناسب به طور گسترده در صنایع مختلف مانند صنایع نظامی، خودروسازی و هوافضا مورد استفاده قرار گرفته است. در این صنایع نیاز به مواد سبکی است که بتوانند در زمان های طولانی و همچنین در دمای بالا کار کنند. تاکنون پژوهشی که به روش متالورژی پودر در زمینه آلومینیوم از ذرات نانوسیلیکا به عنوان تقویت کننده استفاده کرده باشد گزارش نشده است. در این پژوهش ساخت کامپوزیت آلومینیوم-آلومینیوم/نانوسیلیکا با استفاده از فرایند متالورژی پودر و همچنین روش پودر در لوله، سپس فرایند اکستروژن گرم و بررسی خواص قطعات تولید شده با موفقیت انجام شد. به این منظور اثر درصد وزنی پودر نانو سیلیکا در کامپوزیت آلومینیم/نانوسیلیکا و همچنین نسبت پودر نانوکامپوزیت به لوله در روش پودر در لوله بررسی شد. در این راستا ابتدا نانوکامپوزیت آلومینیوم/نانوسیلیکا با استفاده از پودر نانو سیلیکا به همراه پودر آلومینیوم به مدت دو ساعت در آسیاب گلوله ای سیاره ای مخلوط و سپس داخل لوله hy; آلومینیوم خالص ریخته و متراکم شد. نمونه پودر در لوله در دما 610 درجه سانتی گراد و زمان یک ساعت تحت اتمسفر آرگون تف جوشی شده و سپس تحت اکستروژن گرم در دمای 400 درجه سانتی گراد قرار گرفت. به طور مشابه نمونه های شاهد با پودر آلومینیوم در لوله آلومینیوم تهیه شد، سپس خواص قطعات حاصل مورد ارزیابی قرار گرفت. بررسی های ریزساختاری و همچنین بررسی فصل مشترک بین غلاف و مغزی با استفاده از میکروسکوپ نوری و میکروسکوپ الکترونی روبشی انجام گرفت. خواص مکانیکی قطعات تولید شده پس از اکستروژن گرم با استفاده از سختی سنجی، آزمون کشش در دمای محیط و آزمون فشار در دمای محیط و 200 درجه سانتی گراد ارزیابی شدند. نتایج نشان داد که ترکیبات جدید با انجام آسیاب کاری در شرایط ذکر شده تشکیل نمی شود. اضافه نمودن یک درصد وزنی از پودر نانوسیلیکا به زمینه آلومینیوم باعث شد سختی و استحکام کششی نهایی نانوکامپوزیت آلومینیوم/ نانوسیلیکا به ترتیب حدود 42 و 25 درصد افزایش یابد. همچنین برای نمونه های پودر در لوله استحکام کششی نهایی کامپوزیت آلومینیوم-آلومینیوم/نانو سیلیکا درحدود 25 درصد نسبت به نمونه آلومینیوم-آلومینیوم افزایش یافت. تصاویر میکروسکوپی نشان داد که استفاده از فرایند اکستروژن گرم نمونه ها در دمای 400 درجه سانتی گراد قطعات با فصل مشترک غلاف/مغزی فاقد عیوب و کاملاً پیوسته ایجاد می کند. کلمات کلیدی: نانوکامپوزیت، ماکروکامپوزیت، آلومینیوم، متالورژی پودر، پودر در لوله، اکستروژن

ارتقاء امنیت وب با وف بومی