سنتز ترکیب بین فلزی نانوساختار Al۳Zr و مطالعه تاثیر افزودن آن بر خواص مکانیکی کامپوزیت زمینه آلومینیم

در این پژوهش، سنتز ترکیب بین­فلزی Al۳Zr از مخلوط پودرهای آلومینیم و زیرکونیم و مطالعه تاثیر افزودن آن بر خواص مکانیکی نانوکامپوزیت زمینه آلومینیمی مورد بررسی قرار گرفت. ابتدا جهت سنتز ترکیب یاد شده پودرهای خام اولیه با نسبت استوکیومتری مشخص در کوره­ای در دمای °C ۷۰۰ در اتمسفر آرگون قرار گرفتند. سپس ترکیب بالا که دارای ساختاری متراکم بود به ذرات پودر تبدیل شد. بمنظور بررسی فازی و ریخت شناسی ذرات پودری تشکیل شده، از آنالیز فازی XRD و میکروسکوپ الکترونی روبشی SEM مجهز به طیف­سنج EDS استفاده شد. نتایج نشان دادند ترکیب بین­فلزی Al۳Zr با موفقیت تشکیل شده و هیچ فاز ناخواسته­ای در ترکیب ظاهر نشده است. در مرحله بعد، پودر بدست آمده در درصدهای گوناگون (۱۰، ۱۵ و ۲۵ درصد وزنی) با پودر آلومینیم مخلوط و در یک آسیای سیاره­ای جهت آسیاکاری قرار داده شد. آسیاکاری مکانیکی در اتمسفر آرگون و با نسبت گلوله به پودر ۲۰:۱ و سرعت آسیاکاری ۳۰۰ دور بردقیقه انجام شد. با استفاده از آنالیز XRD و از روش ویلیامسون­هال میانگین اندازه نانو بلورها برای نمونه­های کامپوزیتی برابر ۵۶ نانومتر محاسبه گردید. سپس مخلوط حاصل به روش پرس گرم شکل داده شد. برای مقایسه خواص مکانیکی از آزمون استحکام فشاری و سختی استفاده شد. مقادیر بدست آمده از آزمون­های انجام شده بیانگر این مطلب است که فرایند آسیای مکانیکی و افزایش درصد وزنی ذرات Al۳Zr باعث افزایش استحکام و سختی نانوکامپوزیت زمینه آلومینیمی می­شوند، اما انعطاف­پذیری کاهش می­یابد. نتایج نشان داد نمونه کامپوزیتی با ۲۵ درصد وزنی ترکیب بین­فلزی به ترتیب دارای استحکام فشاری و سختی برابر با  MPa۴۹۸ و  VHN۱۹۳ می­باشد.

کلیدواژه ها:

ترکیب بین فلزیAl۳Zr ، آسیاکاری مکانیکی ، نانوکامپوزیت ، خواص مکانیکی