Skip to main content
SUPERVISOR
Mahmood Monir-vaghefi,Behzad Niroumand
سيدمحمود منيرواقفي (استاد راهنما) بهزاد نيرومند (استاد راهنما)
 
STUDENT
Benyamin Abbasipour
بنيامين عباسي پور

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی مواد
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1387

TITLE

Development of A356-CNT cast nano composites by injection of Al-Ni-P-CNT composite powders into the melt
Production of high strength metal matrix nano composite reinforced by CNT has been the base of many researches in the field of material engineering. In the present work A356-CNT cast nano composites were produced by stir casting and compocasting techniques. CNTs were injected into the melt in two different forms of raw CNT or Al-Ni-P-CNT composite powders. The composite powders were produced by Ni-P electroless plating technique. The effects of CNT addition and casting method on the microstructural, mechanical and electrical properties of the produced nano composites were investigated. Bath temperature of 80°C, bath pH of 5.5, CNT concentration of 1.25g/lit, Al particles to CNT ratio of 6 and stirring speed of 500 rpm were recognized as the optimum Ni-P electroless plating parameters for production of Al-Ni-P-CNT composite powders. The results revealed that addition of CNTs in the form of composite powders decreased the grain size of the matrix alloy. For the composites cast from the fully liquid state, the secondary dendrite arm spacing was decreased by about 60% and for the semi-solid cast samples the average equivalent circle diameter of ? Al particles was decreased by about 27%, when the CNTs were added by injection of Al-Ni-P-CNT composite powders into the melt. As a result, hardness, wear resistance and tensile properties of the composites were increased. Elastic modulus, yield strength and ultimate tensile strength of the composites produced by injection of composite powders was significantly improved compared with the matrix alloy or the composite produced by injection of untreated CNT. While the un-reinforced alloy kept less than 70% of its strength at 300?C, the semi-solid composites samples kept more than 90% of their strength at this temperature. The bending strength of the composite samples was increased by about 30% compared to that of the corresponding monolithic samples. Electrical conductivity of all composite samples was decreased by addition of CNT compared to that of monolithic samples
در سال‌هاي اخير توليد نانوکامپوزيت?هاي زمينه فلزي تقويت شده با نانولوله‌هاي کربني (CNT) با خصوصيات ساختاري و مکانيکي بالا، از زمينه?هاي اصلي تحقيقات در زمينه مهندسي مواد بوده است. در اين پژوهش، نانوکامپوزيت ريختگي A356-CNT با استفاده از فرآيندهاي ريخته‌گري گردابي و نيمه?جامد و با تزريق ذرات تقويت?کننده به دو صورت CNT خام و پودر کامپوزيتي Al-Ni-P-CNT حاصل از فرآيند آبکاري الکترولس Ni-P توليد شدند. در ادامه تاثير افزودن CNT و فرآيند ريخته?گري بر خصوصيات ساختاري، مکانيکي و هدايت الکتريکي نانوکامپوزيت هاي توليدي بررسي گرديد. دماي 80 درجه سانتيگراد، pH برابر 5/5، مقدار CNT برابر gr/lit 25/1، نسبت وزني ذرات Al به CNT برابر 6 و سرعت همزدن rpm 500 مقادير بهينه پارامترهاي فرآيند آبکاري الکترولس به منظور توليد پودرهاي کامپوزيتي Al-Ni-P-CNT با توزيع مناسب CNT در آن تشخيص داده شدند. نتايج بدست آمده حاصل از فرآيند کامپوزيت‌سازي نشان داد که اضافه کردن CNT به صورت پودرکامپوزيتي Al-Ni-P-CNT به آلياژ زمينه باعث کاهش چشمگير اندازه دانه‌هاي ساختار زمينه مي‌گردد به طوريکه درکامپوزيت‌هاي توليد شده به روش گردابي، فاصله بين بازوهاي ثانويه‌ي دندريتي حدود 60 درصد و در نمونه‌هاي توليد شده به روش نيمه‌جامد، مقدار متوسط قطر دايره معادل دانه‌هاي اوليه a Al حدود27 درصد کاهش يافت. سختي و مقاومت به سايش کامپوزيت?ها وابسته به درصد ذرات تقويت?کننده باقيمانده درمذاب، درصد تخلخل و ريزساختار بود و در تمامي کامپوزيت?هاي توليدي نسبت به آلياژ تقويت نشده افزايش يافت. بيشترين مقدار اين افزايش در کامپوزيت?هاي توليدي به روش نيمه?جامد و 30 درصد کسر جامد اوليه، ديده شد. مدول الاستيک، استحکام تسليم و استحکام کشش نهايي نانوکامپوزيت?هاي توليدي با تزريق پودر?هاي کامپوزيتي نسبت به آلياژ زمينه افزايش چشمگيري داشتند. نانوکامپوزيت?هاي توليدي به روش نيمه?جامد و30 درصد کسر جامد اوليه حدود 93 درصد استحکام خود را در دماي 300 درجه سانتيگراد نسبت به دماي محيط حفظ کردند در حالي که اين مقدار براي آلياژ A356 تقويت نشده حدود 69 درصد بود. استحکام خمشي نمونه‌هاي کامپوزيتي نسبت به نمونه‌هاي غيرکامپوزيتي مشابه به طور متوسط حدود30 درصد افزايش داشت که اين بهبود به دليل حضور CNT ها با استحکام خمشي فوق العاده‌ درون ساختار زمينه مي‌باشد. هدايت الکتريکي نمونه‌هاي کامپوزيتي نسبت به نمونه‌هاي مشابه غيرکامپوزيتي، با اضافه شدن CNT به زمينه، کاهش يافت.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی