بررسی ریزساختار و خواص مکانیکی لایه کامپوزیتی Al/AlN تشکیل شده روی آلومینیم بصورت درجا توسط فرآیند همزن اصطکاکی در حضور گاز نیتروژن

برای اولین بار از گاز نیتروژن در فرآیند همزن اصطکاکی(FSP) برای ایجاد لایه سطحی کامپوزیت Al/AlN روی فلز آلومینیم استفاده شد. بررسی ریزساختار لایه ها توسط پراش پرتو ایکس، میکروسکپ نوری، الکترونی روبشی و تجزیه شیمیایی از طریق سنجش انرژی پرتو ایکس، نشان دهنده تشکیل رسوبات با ترکیب نیترید آلومینیم در زمینه آلومینیم خالص تجاری بود. این رسوبات توزیع  غیریکنواختی در لایه پیدا کردند. کاهش اندازه دانه زمینه آلومینیمی از ۱۰۰ میکرومتر تا ۷۰ میکرومتر در اثر فرآیندهای ترمیم ناشی از تغیرشکل شدید و ارتقای قابل توجه خواص سطحی در حالی است که درصد حجمی ذرات کامپوزیتی بسیار کم است. لایه های سطحی با توجه به انجام عملیات ترمو مکانیکی شدید  به دانه بندی ریزتر و مقادیر بالایی از سختی رسیدند. در نتیجه اندازه دانه ها از میانگین ۱۰۰ میکرومتر به ۷۰ میکرومتر و از سختی پایه ۲۲ ویکرز به حداکثر ۳۸ ویکرز رسید که این در حدود ۷/۱ برابر سختی پایه است. مقاومت سایشی نمونه هم با توجه به ریزدانه شدن سطح و حضور ذرات سخت نیتریدی تا ۱/۱ برابر زیر لایه آلومینیمی بهبود یافت. ضریب اصطکاک سطح از ۲/۱ به ۹/۰ رسید که این خود نشان دهنده بهبود خواص سایشی نمونه است.

کلیدواژه ها:

فرآیند همزن اصطکاکی ، آلومینیم ، کامپوزیت سطحی ، نیترید آلومینیم ، سایش