Skip to main content
SUPERVISOR
Rahmatollah Emadi,Mahmood Monir-vaghefi,Maryam Karbasi,Behzad Niroumand
رحمت اله عمادی (استاد راهنما) سیدمحمود منیرواقفی (استاد مشاور) مریم کرباسی (استاد مشاور) بهزاد نیرومند (استاد راهنما)
 
STUDENT
Mahdi Baghi
مهدی باغی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی مواد
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1390
Carbon fiber is considered a good candidate for reinforcing metal matrix composites due to its unique properties. In the present study, cast A413 aluminum alloy reinforced with short carbon fibers was produced using a combination of vortex and squeeze casting processes. Then the effects of applied pressure, reinforcement volume percentage and fiber coating on density, porosity content, reinforcement distribution, mechanical properties, electrical conductivity and wear properties of the produced composites were studied. Nickel-phosphorus electroless deposition was used for coating the carbon fibers, and the effect of addition different concentrations of PVA surfactant to the electroless bath, on the uniformity of the deposited coating was investigated. The optimum concentration of PVA in the bath was identified as 0.5 g/lit. Applying pressure on the molten metal led to increased density and decreased porosity of the cast samples. Similar effects were observed when coated short fibers were used. By increasing the percentage of carbon fibers, the density was reduced and the porosity of the samples increased. Distribution of short carbon fibers in the matrices of the samples reinforced with uncoated fibers was poor where most of the fibers were agglomerated and not infiltrated by the melt through atmospheric pressure casting. Squeeze casting resulted in infiltration of the agglomerates. Using coated short carbon fibers and application of pressure on the melt caused a rather uniform distribution of the fibers in matrix. In the composites reinforced with uncoated fibers and with no applied pressure, the mechanical and wear properties were reduced by increasing the reinforcement percentage. In the composites synthesized under pressure using uncoated fiber, the mechanical properties were improved by increasing the fiber content up to 2 vol.%, after which they decreased. In the composites synthesized under pressure using coated fibers, improvement of the mechanical properties by increasing the fiber content steadily continued. The ultimate tensile strength and hardness value of the composites reinforced with 3 vol.% fiber under such conditions increased by more than two times and close to two times, respectively, compared to the gravity cast monolithic samples. The wear resistance of gravity cast composites were reduced whereas those of the squeeze cast composites increased compared to the monolithic samples. The results showed a decrease in the electrical resistance of the composite samples compared to the corresponding monolithic ones
الیاف کربن به دلیل دارا بودن ویژگی های منحصربه فرد، به عنوان گزینه مناسبی برای تقویت کامپوزیت های زمینه فلزی به شمار می روند. در این پژوهش کامپوزیت ریختگی زمینه آلیاژ آلومینیم A413، تقویت شده با الیاف کوتاه کربن، با استفاده از ترکیبی از فرایند ریخته گری گردابی وکوبشی تولید شد. در ادامه تاثیر اعمال فشار، درصد حجمی الیاف و پوشش الیاف بر چگالی و تخلخل، توزیع تقویت کننده، خواص مکانیکی، هدایت الکتریکی و خواص سایشی کامپوزیت های تولیدی مورد بررسی قرار گرفت. به منظور پوشش دهی الیاف کربن، از روش الکترولس نیکل-فسفر استفاده و تاثیر افزودن غلظت های مختلف سورفکتانت PVA به حمام الکترولس، بر یکنواختی پوشش اعمالی بر الیاف کربن بررسی گردید. غلظت بهینه PVA در حمام g/lit 5/0 تشخیص داده شد. اعمال فشار بر مذاب، باعث افزایش چگالی نمونه ها و کاهش تخلخل آنها می شود. همچنین با افزایش درصد الیاف کربنی به ساختار، چگالی نمونه ها کاهش و تخلخل آنها افزایش یافت. پوشش دادن الیاف کربن منجربه افزایش چگالی و کاهش درصد تخلخل شد. نتایج به دست آمده حاکی از توزیع عمدتاً دسته ای الیاف در ساختار برای کامپوزیت های تقویت شده با الیاف بدون پوشش است که عدم اعمال فشار بر مذاب منجر به عدم نفوذ و اعمال فشار باعث نفوذ مذاب در بین دسته های الیاف می شود. استفاده از الیاف پوشش داده شده به همراه اعمال فشار بر مذاب در فرایند ریخته گری منجر به دستیابی به توزیع یکنواخت الیاف در زمینه می گردد. در کامپوزیت های تقویت شده با الیاف بدون پوشش و بدون فشار، با افزایش درصد تقویت کننده، افت خواص مکانیکی و خواص سطحی مشاهده شد. نتایج نشان می دهد، در کامپوزیت های تولید شده تحت شرایط اعمال فشار بر مذاب و الیاف بدون پوشش تا 2درصد حجمی الیاف، خواص مکانیکی بهبود یافته و با افزودن 3 درصد افت خواص رخ می دهد. در حالی که در کامپوزیت تقویت شده با 3 درصد حجمی الیاف دارای پوشش و منجمدشده همراه با اعمال فشار، استحکام بیش از دو برابر و سختی نزدیک به دو برابر نسبت به نمونه غیرکامپوزیتی منجمد شده بدون اعمال فشار افزایش یافت. نتایج حاصل از آزمون سایش نشان از افت خواص سایشی در شرایط بدون فشار و بهبود خواص سایشی در حضور الیاف کربنی و تحت فشار دارد. نتایج اندازه گیری مقاومت الکتریکی نمونه ها نشان دهنده کاهش رسانایی الکتریکی نمونه های کامپوزیتی نسبت به نمونه های مشابه غیرکامپوزیتی است. کلمات کلیدی: کامپوزیت زمینه فلزی، ، الیاف کربن، ریخته گری کوبشی، الکترولس نیکل- فسفر، استحکام کششی، سایش، هدایت الکتریکی

ارتقاء امنیت وب با وف بومی