Skip to main content
SUPERVISOR
Mohammad Hassan Abbasi,Fatallah Karimzadeh,Mohammad Hossei Enayati
محمدحسن عباسی (استاد راهنما) فتح اله کریم زاده (استاد راهنما) محمدحسین عنایتی (استاد مشاور)
 
STUDENT
Nazanin Alsadat Hosseini Nohouji
نازنین السادات حسینی نهوجی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی مواد
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1385

TITLE

Preparation and Characterization of Al-Mg-Si/Al2O3 Nanocomposites
Aluminum-based metal matrix composites (MMCs) are ideal materials for structural applications in the aircraft and automotive industries on account of their excellent mechanical characteristics and low cost component production with respect to other alloys. Aluminum metal matrix composites are light-weight and have high strength and noticeable specific elastic modulus. In present study, nanocomposites of Al6061 alloy reinforced by Al2O3 were produced and optimized using ball milling and hot pressing method. To produce nanostructured Al6061, milling up to 30 hours was performed on initial Al6061 chips with an average particle and grain size of about 500?m and 130?m, respectively. A planetary ball mill with the rotational speed of 500 rpm, ball to powder weight ratio of 10:1, high purity argon protective atmosphere, and 0.1wt% stearic acid was employed. Morphological and structural changes of Al6061 were examined during mechanical milling using Scanning Electron Microscopy (SEM) observations and X-ray Diffraction (XRD) analysis. Moreover, thermal stability and structural changes of nanostructured Al6061 were evaluated via isothermal heat treatment at various temperatures for different times. (0-5)vol% Al2O3 nanoparticles which were dispersed ultrasonically were then added to the 15h milled Al6061 powders. To achieve a good physical contact between the reinforcements and matrix, these mixtures were again milled up to 15 hours. Mechanical milling of nanocomposite powders for 15h, hot pressing at 400°C and 128MPa for 0.5h was selected as optimized parameters for bulk nanocomposite and nanostructured preparation. In order to probe the effect of hot pressing on structural changes, XRD analysis was done on nanocomposite samples before and after consolidation. Variation of relative density of consolidated samples versus Al2O3 nanoparticles volume percent was measured using Archimedes technique. Hardness and compression tests were applied on bulk samples in order to evaluate their mechanical properties. Wear behavior of nanocomposites were characterized using pin-on-disk test method, as well. Moreover, nanocomposites with 3vol% Al2O3 in the micron sizes were produced and their wear behavior was investigated; as a result, a comparison between tribological behavior of Al6061-3vol%Al2O3 nanocomposites with nano and micro size reinforcement particles was done. . Keywords: Al6061-Al2O3 nanocomposites, Mechanical milling, Hot pressing, Mechanical properties, Wear behavior
کامپوزیتهای زمینه فلزی پایه آلومینیم موادی مناسب در صنایع هوافضا و اتومبیلسازی محسوب میشوند؛ چراکه این کامپوزیتها دارای خواص مکانیکی خوبی بوده و از سوی دیگر هزینهی تولید قطعات از این جنس نسبت به سایر آلیاژها و کامپوزیتهای ساخته شده از آنها پایینتر است. کامپوزیتهای زمینه فلزی پایه آلومینیم سبک وزن بوده، استحکام و مدول الاستیک ویژهی قابل توجهی دارند. در پژوهش با استفاده از روش آسیابکاری مکانیکی و پرس داغ تولید و مشخصهیابی شدند. به منظور Al6061-Al2O حاضر قطعات نانوکامپوزیت 3 0% اسید / با میانگین ابعادی 500 میکرون و اندازه دانهی 130 میکرون، به همراه 1 Al نانوساختار، برادههای اولیهی 6061 Al تولید 6061 استئاریک در یک آسیاب گلولهای سیارهای به مدت 30 ساعت آسیابکاری مکانیکی شدند. نسبت گلوله به پودر 10 به 1، اتمسفر حفاظتی گاز آرگون و سرعت چرخش محفظهی آسیاب 500 دور بر دقیقه از جمله پارامترهای آسیابکاری بودند. تغییرات مورفولوژیکی (SEM) در حین آسیاب کاری به ترتیب با استفاده از مشاهدات میکروسکوپ الکترونی روبشی Al و ساختاری پودرهای نانوساختار 6061 با انجام Al ارزیابی شد. همچنین تغییرات ساختاری و پایداری حرارتی پودرهای نانوساختار 6061 (XRD) و آنالیز پراش پرتوی ایکس ،0? سیکلهای عملیات حرارتی تکدما در دماها و زمانهای مختلف مورد بررسی قرار گرفت. نانوذرات آلومینا در درصدهای حجمی 5 که 15 ساعت آسیابکاری شده بود مخلوط شدند. سپس این مجموعه Al پس از انجام فرآیند آلتراسونیک، با پودرهای آلیاژی 6061 مجددًا به مدت 15 ساعت آسیابکاری مکانیکی شد تا تماس فیزیکی مناسبی میان فاز زمینه و تقویتکننده ایجاد گردد. سپس دمای Al 30 به عنوان پارامترهای بهینهی تولید نانوکامپوزیتها مشخص و قطعات نانوکامپوزیت - 6061 min 128 و زمان MPa 400 ، فشار °C در شرایط عنوانشده پرس شدند. به منظور بررسی اثر فرآیند پرس داغ بر روی اندازه دانهها و فازهای Al و نانوساختار 6061 Al2O3 بر روی نمونههای نانوکامپوزیتی، قبل و بعد از فرآیند پرس داغ انجام شد. با استفاده از روش ارشمیدس تغییرات XRD حاصله، آزمون چگالی نسبی نانوکامپوزیتها بر حسب درصد حجمی نانوذرات بدست آمد. از آزمونهای سختیسنجی و فشار جهت بررسی خواص مکانیکی نانوکامپوزیتها استفاده شد. خواص سایشی نانوکامپوزیتها (نظیر نرخ سایش، ضرایب اصطکاک و مکانیزمهای سایش) نیز با 3 )، قطعات نانوکامپوزیت vol% ) استفاده از آزمون سایش پین?دیسک بررسی شد. همچنین در درصد حجمی بهینهی نانوذرات آلومینا حاوی ذرات میکرونی آلومینا تهیه و رفتار سایشی آنها ارزیابی شد. به این ترتیب تفاوتهای موجود در رفتار سایشی، ناشی از کاربرد 3 مورد بررسی قرار گرفت. نتایج بررسیها نشان داد که با Al درصد حجمی میکروذرات و نانوذرات آلومینا در زمینهی نانوساختار 6061 . ? Al کلمات کلیدی: نانوکامپوزیت آلیاژ 6061

ارتقاء امنیت وب با وف بومی