بررسی ریزساختار وخواص مکانیکی کامپوزیت لوله ای زمینه آلومینیوم تقویت شده با الیاف کربن و شیشه

در این پژوهش، کامپوزیت های زمینه آلومینیومی با الیاف پیوسته کربن و شیشه با استفاده از آلیاژ آلومینیومی ۳۵۶A به عنوان زمینه و الیاف کربن ۳۰۰T و الیاف شیشه E-glassبه عنوان تقویت کننده طی فرآیند ریخته گری کوبشی تولید شدند. بدین منظور ابتدا الیاف کربن، با استفاده از روش الکترولس، به وسیله ی لایه ای از نیکل – فسفر پوشش دهی گردید. سپس لوله ی آلیاژی آلومینیوم ۳۵۶A و لوله های کامپوزیتی با ۳۰ درصد وزنی الیاف کربن پوشش دهی شده و بدون پوشش و ۳۰، ۴۰، ۵۰ و ۶۰ درصد وزنی الیاف شیشه در فشار ۷۵ مگاپاسکال و دمای ۵۰۰ درجه سانتی گراد ریخته گری شدند و پس از فرآیند ریخته-گری، ریزساختار نمونه های کامپوزیتی و خواص مکانیکی آن مورد بررسی قرار گرفتند. پوشش نیکل – فسفر بر روی الیاف کربن تاثیر بسزایی در ترشوندگی الیاف کربن با مذاب آلومینیومی و درنتیجه نفوذ بهتر مذاب آلومینیوم درون الیاف کربن داشت. سختی لوله های کامپوزیتی با ۵۰ درصد وزنی الیاف شیشه حدودا به ۲ برابر لوله آلیاژی بود و چگالی با افزایش درصد وزنی الیاف تا ۵/۹ درصد کاهش پیدا کرد. بالاترین استحکام خمشی، Mpa ۸۲/۳۴۰ و مربوط به لوله ی کامپوزیتی تقویت شده با ۴۰ درصد وزنی الیاف شیشه بود. استحکام کششی لوله ی کامپوزیتی با ۳۰ درصد وزنی الیاف کربن با افزایش ۷۶ درصدی نسبت به لوله آلیاژی، بیشترین استحکام کششی را داشت. مکانیزم غالب در شکست لوله ی کامپوزیتی تقویت شده با الیاف کربن، خروج الیاف و در شکست لوله های کامپوزیتی تقویت شده با الیاف شیشه، برش الیاف بود.

کلیدواژه ها:

الیاف کربن ، الیاف شیشه ، پوشش نیکل-فسفر ، ریخته گری کوبشی ، آزمون نول