Skip to main content
SUPERVISOR
Masoud Panepour,Mahmood Meratian isfahani
مسعود پنجه پور (استاد مشاور) محمود مراتیان اصفهانی (استاد راهنما)
 
STUDENT
Morteza Ghasri Khouzani
مرتضی قصری خوزانی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی مواد
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1384

TITLE

Investigation of Effect of Mechanical Activation on Decomposition of Aluminum Sulfate in Fabrication of Aluminum-Alumina (p) by In Situ Method
Aluminum matrix composites have greatly been used in automotive, military and aerospace industries because of their high specific strength, good wear resistance, low coefficient of thermal expansion, and high oxidation resistance. One of the methods for fabricating aluminum matrix composites is in situ method, in which reinforcing phase is formed in matrix phase via chemical reactions between elements or between elements and other compounds. In this research, mechanically activated aluminum sulfate was injected into molten pure aluminum to produce in situ aluminum-alumina (p) composite. Mechanical activation of aluminum sulfate reduced its decomposition temperature from 950 ?C to aluminum melting point, which it was attributed to decrease of crystallite size, increase of lattice strain and specific surface area. Kinetics of thermal decomposition of aluminum sulfate was studied by thermogravimetric data under non-isothermal conditions. Although mechanism of decomposition reaction of aluminum sulfate was not changed due to mechanical activation, activation energy value was decreased with increasing of activation time. Aluminum sulfate was decomposed in melt to alumina and SO 3 , which later one left the melt without changing its composition. Scanning electron microscopy (SEM) was used to evaluate sizes and distribution of alumina particles in composite samples. It was found that distribution of alumina particles was improved with increasing of the rotation speed of impeller, and alumina particles size was almost one micron. Mechanical properties of fabricated composites were evaluated by hardness, wear, and tension tests. Weight loss of samples after 100 meters wear under 4 Newton load was reduced from 10.1 milligrams for non-composite specimen to 5.0 milligrams for composite one. Yield stress and ultimate tensile strength of specimens were increased, but their elongations were decreased with increased alumina percentages.
کامپوزیت های زمینه آلومینیمی به دلیل خواصی همچون استحکام ویژه بالا، مقاومت به سایش خوب، ضریب انبساط حرارتی پایین و مقاومت به اکسیداسیون بالا کاربرد زیادی را در صنعت خودروسازی، صنایع نظامی و صنایع هوافضا پیدا کرده اند. یکی از روش های ساخت کامپوزیت های زمینه آلومینیمی، روش درجا می باشد که در آن فاز تقویت کننده از طریق انجام واکنش های شیمیایی بین عناصر یا بین عناصر و ترکیب های دیگر درون فاز زمینه ایجاد می شود. در این تحقیق برای تولید کامپوزیت آلومینیم- آلومینای ذره ای به روش درجا، پودر سولفات آلومینیم پس از فعال سازی مکانیکی به مذاب آلومینیم خالص تزریق شد. انجام فعال سازی مکانیکی باعث کاهش دمای تجزیه سولفات آلومینیم از C°950 به حدود دمای ذوب آلومینیم شد که علت آن کاهش اندازه دانه های کریستالی، افزایش کرنش شبکه و افزایش سطح ویژه بود. رفتار سینتیکی واکنش تجزیه سولفات آلومینیم از روی داده های وزن سنجی حرارتی (TG) تحت شرایط غیرهم دما مورد مطالعه قرار گرفت. اگر چه مکانیزم واکنش تجزیه سولفات آلومینیم در اثر فعال سازی مکانیکی تغییر نکرد، ولی مقدار انرژی اکتیواسیون با افزایش زمان فعال سازی کاهش یافت. در اثر تجزیه سولفات آلومینیم در مذاب، علاوه بر ذرات آلومینا، گاز SO 3 نیز ایجاد گردید که بدون ایجاد تغییر در ترکیب شیمیایی مذاب از آن خارج شد. برای ارزیابی اندازه و توزیع ذرات آلومینا در نمونه های کامپوزیتی ساخته شده از تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی استفاده شد. این تصاویر نشان داد که با افزایش سرعت همزدن مذاب، توزیع ذرات بهبود یافته است و اندازه متوسط آن ها حدود یک میکرون بوده است. برای ارزیابی خواص مکانیکی کامپوزیت های تولیدی آزمایش های سختی، سایش پین بر دیسک و کشش انجام شد. کاهش وزن نمونه ها پس از مسافت 100 متر سایش تحت بار 4 نیوتن از حدود 1/10 میلی گرم برای نمونه غیر کامپوزیتی به حدود 5 میلی گرم برای نمونه کامپوزیتی حاوی 16 درصد ذرات آلومینا کاهش یافت. با افزایش درصد فاز آلومینا استحکام تسلیم و استحکام کششی نهایی نمونه ها افزایش یافت ولی درصد ازدیاد طول اندکی کاهش پیدا کرد.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی