Skip to main content
SUPERVISOR
Masoud Panepour,Gholamreza Aryanpour,Mahmood Meratian isfahani
مسعود پنجه پور (استاد مشاور) غلامرضا آريانپور (استاد راهنما) محمود مراتيان اصفهاني (استاد راهنما)
 
STUDENT
Zahra Sadeghi
زهرا صادقي

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی مواد
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1389

TITLE

Production of magnesium base foams by casting route and study of effective factors on its quality parameters
Nowadays, metal foams have attracted much attention because of their unusual combination of physical and mechanical properties. There are various methods to produce these structures. The Gasar method is much better than the traditional techniques in terms of effective porosity control, pore size and orientation. The particular condition of this method and its expensive production process are the limitations which the material engineers confront to them. For these reasons, recently, several researches have been developed a new fabrication technique using a thermal decomposition method in order to produce foams characterized by Gasar structures which made of different metals. In this study, according to magnesium potential applications in different industries, fabrication the lotus- type porous magnesium at atmospheric pressure using the thermal decomposition of two types of polymers called Viscous Rayon and Polypropylene with C 6 H 10 O 5 and C 3 H 6 molecular formulas, respectively, examined. In this method, the Hydrogen which is produced by thermal decomposition of polymer foam -causing agent, dissolved in Magnesium and formation of pores. The CELEMEX software was applied to determine the effect of foam causing factor on the structure of foam including amount of porosity and pore diameter. X- ray diffraction, thermal analysis and infrared spectroscopy are used to analysis the gas which achieved from decomposition of factors causing foam in argon atmosphere. This is the way of identify foam causing agent according to productions due to decomposition of that with temperature increasing. With increasing amount of foam-causing agent, the porosity increases to a maximum, but then did not change because of the solubility of hydrogen from a certain amount is constant. The average pore diameter is almost constant and not varied so much. Respectively, the highest porosity created through Viscous Rayon and Polypropylene fibers has been about 52% and 23%. The maximum porosity achieved from the Viscous Rayon fibers because of formation of a viscous slag on the surface of molten. Formation of slag increased the partial pressure of the gas in the molten metal. Consequently, the gas solubility increase, thus, it will be possible to build structures with higher porosity. But in manufacturing process using Polypropylene fibers, due to the lack of slag formation on the surface molten, there are not any factors to prevent gas escaping and the amount of porosity will be decreased. Therefore, it has been concluded that the foam manufacturing process through Viscous Rayon fibers provides extra porosity compared with the foam manufacturing process using Polypropylene fibers. Keywords: Magnesium foam, Gasar method, Thermal decomposition, Viscous Rayon fiber, Polypropylene fiber, porosity.
چکيده فوم هاي فلزي به خاطر خواص فيزيکي و مکانيکي منحصربفردشان به شدت مورد توجه قرار گرفته اند. اين ساختارها از روش هاي گوناگوني قابل توليد مي باشند که روش گازار يکي از اين روش ها بوده و در مقايسه با ساير روش هاي تجاري معمول امکان کنترل مؤثر ميزان تخلخل، اندازه و جهت گيري حفره را فراهم مي کند. استفاده از روش گازار به علت شرايط عملياتي ويژه و همچنين هزينه بالاي توليد بسيار محدود گرديده است. اخيراً تحقيقاتي به منظور ساخت فوم هايي با مشخصات ساختارهاي گازار از جنس فلزات گوناگون با استفاده از روش تجزيه حرارتي انجام شده است. با توجه به پتانسيل کاربردي فلز منيزيم در صنايع مختلف، در اين پژوهش ساخت فوم گازار منيزيمي با استفاده از تجزيه حرارتي دو نوع الياف پليمري به نام هاي ويسکوزريون با فرمول مولکولي C 6 H 10 O 5 و پلي پروپيلن با ترکيب شيميايي C 3 H 6 در فشار اتمسفر مورد مطالعه قرار گرفت. شناسايي عوامل فوم زاي انتخابي از نظر ترکيب شيميايي، روند تجزيه در اثر افزايش دما و همچنين آناليز گازهاي حاصل از تجزيه در اتمسفرهاي محيط و آرگون به کمک آزمون هاي پراش پرتو ايکس (XRD)، آناليز حرارتي (DTA و TG) و طيف سنجي مادون قرمز (FT- IR) صورت گرفت. در اين روش، تشکيل حفره در اثر انحلال هيدروژن حاصل از تجزيه حرارتي عوامل فوم زاي پليمري در منيزيم به صورت مؤثر اتفاق مي افتد. تأثير مقدار عامل فوم زا بر ساختار فوم هاي ايجاد شده از نظر ميزان تخلخل و قطر متوسط حفره با استفاده از نرم افزار آناليز تصويري (CLEMEX) مورد بررسي قرار گرفت. با افزايش مقدار عامل فوم زا درصد تخلخل ابتدا تا يک حد ماکزيمم افزايش يافته ولي پس از آن بهبودي مشاهده نگرديد که علت آن عدم تغيير ميزان حلاليت هيدروژن در فاز مذاب بيش از يک مقدار مشخص مي باشد. قطر متوسط حفره در اثر افزايش مقدار عامل فوم زا چندان تغيير نکرده و داراي مقادير نسبتاً ثابتي است. بالاترين ميزان تخلخل ايجاد شده با استفاده از الياف ويسکوزريون حدود52% و اين مقدار براي الياف پلي پروپيلن در حدود 23% مي باشد که بالاتر بودن ميزان تخلخل ايجاد شده در اثر استفاده از الياف ويسکوزريون به علت تشکيل سرباره ويسکوز بر روي سطح مذاب است. در اثر تشکيل سرباره، فشار جزئي گاز در مذاب افزايش يافته و در نتيجه منجربه افزايش ميزان انحلال گاز مي گردد و به اين ترتيب توليد ساختارهايي با ميزان تخلخل بيشتر ممکن خواهد بود. اما در فرايند ساخت فوم با استفاده از الياف پلي پروپيلن به دليل عدم تشکيل سرباره مؤثر بر روي سطح مذاب هيچ عاملي براي جلوگيري از فرار گاز از مذاب وجود نداشته و ميزان تخلخل کاهش خواهد يافت. بنابراين اين نتيجه به دست مي آيد که فرايند ساخت فوم با استفاده از الياف ويسکوزريون امکان توليد مقادير بيشتر تخلخل نسبت به روش استفاده از الياف پلي پروپيلن را فراهم مي آورد. کلمات کليدي: فوم منيزيمي، روش گازار، تجزيه حرارتي، الياف ويسکوزريون، الياف پلي پروپيلن، تخلخل.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی