Skip to main content
SUPERVISOR
MohammadReza Toroghinejad,Mohammad Hossei Enayati,Fatallah Karimzadeh
محمدرضا طرقی نژاد (استاد مشاور) محمدحسین عنایتی (استاد راهنما) فتح اله کریم زاده (استاد راهنما)
 
STUDENT
Hossein Jabbari
حسین جباری

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی مواد
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1390

TITLE

Fabrication of In-situ Al-Ni/Al2O3 Nanocomposite by Combination of Accumulative Roll-Bonding (ARB) and Friction Stir Processing (FSP) evaluation of it's formation mechanism
In the present research, Al-Ni/Al 2 O 3 nanocomposite was in-situ synthesized by combination of Accumulative Roll-Bonding (ARB) and Friction Stir Processing (FSP). To do this, first Accumlative Roll-Bonding (ARB) was utilized to get Al/Ni/NiO composite. Therefor, five cycles of ARB were performed on aluminum sheets and nickel foils (15 wt%) containing a uniform dispersion of nickel oxide powders (1 wt%) on them. In the second part of the research, three passes of friction stir processing (FSP) with a linear speed of 12.5 mm/min and a rotational speed of 2000 rpm were performed on the Al/Ni/NiO composite. FSP was intended to fabricate Al-Ni/Al 2 O 3 nanocomposite through in-situ reactions between Al, Ni and NiO. As a comparison, Al-Al 3 Ni composite was produced under same conditions in the absence of oxide powder. Identification of the phases was done by x-ray diffraction (XRD) and energy dispersive spectroscopy (EDS). Microstructural features of the specimens were studied by scanning electron microscope (SEM) and optical microscope (OM). No intermetallic compound was found in the XRD patterns of the specimens after five cycles of ARB. On the other hand, FSP was successful in the formation of Al 3 Ni compound through in-situ reaction of Ni particles with Al matrix. Hardness values of the ARB samples were higher than the annealed aluminum sample and still lower than Al/Al 3 Ni-Al 2 O 3 and Al/Al 3 Ni composites. A significant improvement in the wear performance of the FSP samples compared to ARB samples, was observed. Due to the results of the tensile tests, the in-situ synthesized nanocomposites yield higher strength than ARB samples. Keywords: Alumium Matrix Nanocomposite, Nickel Aluminaids, Accumulative Roll-Bonding, Friction Stir Processing
در این پژوهش ابتدا کامپوزیت Al/Ni/NiO به کمک فرایند نورد تجمعی پیوندی [1] (ARB) تولید و سپس شرایط انجام واکنش درجا میان آلومینیوم، ذرات نیکل و پودر اکسید نیکل با استفاده از فرایند اصطکاکی اغتشاشی [2] (FSP) جهت ساخت نانوکامپوزیت آلومینیوم با ذرات تقویت‌کننده آلومینا و ترکیب بین‌فلزی Al 3 Ni فراهم و مشخصه یابی شد. به این منظور پودر اکسید نیکل (1% وزنی) به صورت یکنواخت در بین ورق‌های آلومینیوم و فویل‌های نیکل (15% وزنی) توزیع شده و سپس فرایند نورد تجمعی پیوندی تا پنج سیکل انجام گرفت. سپس فرایند اصطکاکی اغتشاشی با سرعت پیشروی 5/12 میلی‌متر بر دقیقه و سرعت چرخش 2000 دور بر دقیقه تا سه پاس بر روی کامپوزیت تولیدشده توسط فرایند نورد تجمعی پیوندی انجام پذیرفت. به منظور مقایسه، تحت شرایط یکسان، بدون اضافه کردن پودر اکسید نیکل کامپوزیت Al-Al 3 Ni نیز تولید شد. جهت تعیین فازهای تولیدشده در طی فرایند از پراش پرتو ایکس (XRD) و طیف‌سنج اشعه ایکس (EDS) استفاده شده و بررسی ریز ساختارها به کمک متالوگرافی و میکروسکوپی الکترونی روبشی (SEM) صورت پذیرفت. الگوی پراش پرتو ایکس نمونه‌ها نشان داد که در کامپوزیت های Al/Ni/NiO و Al/Ni تولیدشده توسط فرایند نورد تجمعی پیوندی هیچ‌گونه ترکیب بین فلزی تشکیل نشد ولی در ادامه با انجام فرایند اصطکاکی اغتشاشی، ذرات تقویت‌کننده از جنس ترکیبات بین فلزی Al 3 Ni در زمینه تشکیل شده‌اند. علاوه بر این در کامپوزیت Al/Ni/NiO ذرات تقویت کننده آلومینا نیز تشکیل شده است. سختی نمونه‌های کامپوزیتی در مقایسه با آلومینیوم خالص آنیل شده از افزایش قابل توجهی برخوردار بود و سختی کامپوزیت های Al-Al 3 Ni-Al 2 O 3 و Al-Al 3 Ni نیز از کامپوزیت های تولیدی توسط فرایند نورد تجمعی پیوندی، افزایش قابل‌ملاحظه‌ای نشان داد. مقایسه رفتار سایشی حاکی از آن بود که کامپوزیت Al-Al 3 Ni-Al 2 O 3 نسبت به سایر کامپوزیت ها مقاومت به سایشی بهتری از خود نشان داد. منحنی‌های تنش-کرنش نشان داد که کامپوزیت های تقویت‌شده با ترکیب بین فلزی از استحکام بیشتری نسبت به کامپوزیت های تولیدشده توسط فرایند نورد تجمعی پیوندی دارند [1] Accumulative Roll Bonding (ARB) [2] Friction Stir Processing (FSP)

ارتقاء امنیت وب با وف بومی