Skip to main content
SUPERVISOR
Alireza Alafchian,Ali Maleki,Behzad Niroumand
علیرضا علافچیان (استاد مشاور) علی مالکی (استاد راهنما) بهزاد نیرومند (استاد راهنما)
 
STUDENT
Sayed Mohamad Reza Saadati
سیدمحمدرضا سعادتی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی مواد
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1392

TITLE

Synthesis of aluminium matrix nano composite by addition of products of organic materials pyrolysis to the melt
Nowadays, technological and industrial advancement is highly dependent on introduction of new materials with special properties. Production of composite materials had been a major step in development and optimization of materials. Aluminum matrix composites due to unique properties such as high strength to weight ratio, good ductility, high corrosion resistance, good thermal and electrical conductivity are the most commonly used metal matrix composites. There are different methods for producing composites, among which liquid state methods are more practical. Mechanical properties of composites depends on the distribution of particles, particle size and shape, wettability and casting defects. In this study, aluminum matrix nano-composite reinforced with silicon oxy-carbide particles was manufactured by in-situ stir casting. A mixture of organic silanes, TEOS and PDMS, at a weight ratio of 40/60 was used to synthesize ceramic particles. Sol-gel method, followed by pyrolysis at different temperatures was employed to complete ceramic particles manufacturing. The results of Fourier Transform Infrared Spectroscopy test of the particles revealed Si-O-Si and Si-C bonds. The product was a nanopowder according to the results of microscopic studies as well as measurements of specific surface area. For further investigation a mixture of pure aluminum powder and silicon oxy carbide were heated at 800°C for an hour in argon atmosphere. X-ray diffraction analysis indicated presence of aluminum oxide, silicon carbide and some aluminum.In order to manufacture aluminum matrix composite, 1 and 3 wt% silicon-oxy-carbide nanoparticles were added to a vortex of molten aluminum. The resultant slurries were poured at 800 and 900°C.The results of the microstructure and mechanical properties investigations of the composites showed improvements of yield strength and hardness up to 46.5% and 5.9% respectively. Nevertheless addition of more silicon oxy-carbide nanoparticles adversely affects mechanical properties because of increasing porosity as well as agglomeration of the particles. Keywords: Cast composite, aluminium matrix, insitu, pyrolysis, reinforcement
امروزه پیشرفت فناوری و صنعت به شدت وابسته به تهیه مواد جدید با خواص ویژه است. در این میان ساخت کامپوزیت ها گامی بلند در توسعه و بهینه سازی مواد بوده است. کامپوزیت های زمینه آلومینیومی به دلیل خواص منحصر بفردی همچون نسبت استحکام به وزن بالا، مقاومت به خوردگی خوب، هدایت حرارتی و الکتریکی مناسب و شکل پذیری خوب از پرکاربردترین انواع هستند. روش های متفاوتی برای ساخت کامپوزیت ها وجود دارد. در این میان ساخت به روش ریخته گری کاربردی تر است. خواص مکانیکی کامپوزیت ساخته شده به شدت به نحوه توزیع ذرات، اندازه و شکل ذرات، مقدار ترشوندگی ذرات، و عیوب ریختگی بستگی دارد. در پژوهش حاضر نانوکامپوزیت زمینه آلومینیومی تقویت شده با ذرات سرامیکی سیلیکون اکسی کاربید به روش ریخته گری گردابی و استفاده از روش درجا ساخته شد و استحکام کششی آن مورد بررسی قرار گرفته است. ذرات تقویت کننده از مخوط دو ماده آلی سیلانی، TEOS و PDMS با نسبت وزنی 40/60 و به روش سل ژل ساخته شد و پس از پیرولیز در دماهای متفاوت به حالت سرامیکی تبدیل شد. نتایج آزمون طیف سنجی تبدیل فوریه مادون قرمز بر روی ذرات تولیدی، وجود پیوندهای Si-O-Si وSi-C را به صورت هم زمان نمایش می دهد، همچنین تصاویر میکروسکوپی و اندازه گیری سطح ویژه ذرات سرامیکی، ساخت نانو ذرات رانشان می دهد. نتایج آزمون پراش سنجی پرتو ایکس بر روی مخلوط پودر آلومینیوم خالص و نانو ذرات سرامیکی سیلیکون اکسی کاربید که به مدت یک ساعت در دمای C?800 و در اتمسفر خنثی آرگون قرار گرفته است، حضور آلومینیوم اکسید و سیلیسیم خالص در کنار مقدار جزئی آلومینیوم کاربید را نشان می دهد. در ادامه به منظور کامپوزیت سازی، مقدار 1 و 3 درصد وزنی نانو ذرات سرامیکی سیلیکون اکسی کاربید به مذاب آلومینیوم خالص افزوده شد و ریخته گری کامپوزیت به روش گردابی در دماهای C?800 و C?900 صورت گرفت. بررسی مشخصات ریزساختاری و خواص مکانیکی کامپوزیت های ساخته شده بهبود تنش تسلیم تا حداکثر 5/46% درصد وبهبود سختی تا 5/9% را در نمونه های کامپوزیتی نشان می دهد، هرچند افزایش بیشتر ذرات تقویت کننده با ایجاد تخلخل بیشتر و افزایش کلوخه ای شدن موجب افت خواص می شوند. کلمات کلیدی

ارتقاء امنیت وب با وف بومی