Skip to main content
SUPERVISOR
Behzad Niroumand,Rahmatollah Emadi
بهزاد نیرومند (استاد راهنما) رحمت اله عمادی (استاد راهنما)
 
STUDENT
Rasoul Jafari
رسول جعفری

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی مواد
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1390
Nowadays use of composites is steadily increasing due to their special properties. Among the composites, aluminum alloys reinforced with carbon fibers are of great importance. This is due to low density of both aluminum and carbon fibers as well as the high tensile strength of the later. In the present study, mechanical and microstructural properties of 2024 aluminum matrix composites reinforced with uncoated and Ni-P coated short carbon fibers were studied. The short carbon fibers used had an average diameter of 7 micrometers and average aspect ratio of 700. Ni-P electroless coating was applied in order to prevent adverse chemical reactions between the carbon fibers and the matrix alloy and also to increase the wettability of the short fibers by the melt. Stir casting method was employed for mixing the molten alloy and the short carbon fibers and for obtaining a uniform distribution of the reinforcements in the aluminum alloy matrix. Then the effect of reinforcement percentage (0, 0.5, 0.75, 1 and 1.25%) and the effect of electroless Ni-P coating on mechanical properties of the cast samples were examined. The results showed that increasing the carbon fiber percentage and using coated reinforcement resulted in increase in the tensile strength, flexural strength and wear resistance and decrease in the friction coefficient of the samples. Tensile and flexural strengths for monolithic samples in comparison to composite sample with 1.25% uncoated and coated carbon fibers were increased from 115 and178 MPa to 228 and 455 MPa and 257 and 539 MPa, respectively. Keywords: Composite, Carbon Fiber, Aluminum, Electroless, Stir Cast, Mechanical properties
امروزه استفاده از کامپوزیت ها به دلیل خواص مطلوب و ویژه آنها، در حال افزایش می‌باشد. در این میان کامپوزیت های زمینه آلومینیومی تقویت شده با الیاف کربن از جایگاه خاصی بر خوردار است. آلومینیوم به دلیل وزن کم و خواص ویژه بالا و الیاف کربن به دلیل استحکام کششی بالا و دانسیته بسیار پایین، مزایای بالقوه زیادی در ساخت کامپوزیت ها دارند. در این پژوهش خواص مکانیکی و ریزساختاری کامپوزیت های زمینه آلومینیوم 2024 تقویت شده با الیاف کوتاه کربن با قطر 7 میکرون و نسبت ابعادی حدود 700 در حالت بدون پوشش و با پوشش نیکل – فسفر بررسی شد. به منظور جلوگیری از انجام واکنش های شیمیایی مضر بین الیاف کربن و آلیاژ زمینه و نیز افزایش قابلیت ترشوندگی الیاف توسط مذاب، از فرایند پوشش کاری الکترولس نیکل – فسفر استفاده گردید. از روش ریخته گری گردابی برای توزیع یکنواخت الیاف کربن در زمینه آلیاژ آلومینیومی استفاده شده، مذاب آلومینیوم و الیاف کوتاه کربن پس از اختلاط به سرعت درون قالب فلزی پیشگرم شده ریخته گری شد. سپس تاثیر ماده تقویت کننده با درصدهای 0 ، 5/0، 75/0،1، 25/1 و پوشش دهی به روش الکترولس بر خواص مکانیکی نمونه ها بررسی گردید. نتایج نشان داد که با افزایش درصد الیاف کربن استحکام کششی، خمشی و مقاومت به سایش نمونه ها افزایش و ضریب اصطکاک آنها کاهش پیدا کرد. استحکام کششی و خمشی نمونه ها از 115 و 178 مگاپاسگال برای نمونه غیر کامپوزیتی به ترتیب به 228 و 455 مگاپاسگال برای نمونه ی با 25/1% الیاف کربنی پوشش داده نشده و 257 و 539 مگاپاسگال برای نمونه ی با 25/1% الیاف کربنی پوشش داده شده رسید. کلمات کلیدی: کامپوریت، الیاف کربن، آلومینیم، الکترولس، ریخته‌گری گردابی، خواص مکانیکی

ارتقاء امنیت وب با وف بومی