ساخت نانوکامپوزیت پایه منیزیم (AZ۳۱) تقویت شده با نانوذرات WS۲ و ZrB۲ با هدف بکارگیری در زره نفوذ ناپذیر

در این پژوهش ابتدا با ترکیب شمش خالص منیزیم و آلیاژ مورد استفاده در کاتد فدا شونده شمش آلیاژی AZ۳۱ تهیه و ترکیب با آزمون کوانتومتری تایید شد. میکرو پودر ZrB۲ در آسیاب سیارهای پرانرژی با گلوله های کاربید تنگ ستن به مدت ۶ ساعت تحت عملیات خردایش قرار گرفت تا پودر نانومتری بدست آید. سپس به مدت ۲ ساعت با درصدهای مختلف نانوذرات WS۲ مخلوط و پودری همگن تهیه شد. اختلاط ذرات تقویت کننده و زمینه با استفاده از تکنیک ریخته گری گردابی در فاز مذاب انجام و نمونه های نانوکامپوزیت با ریخته گری در قالب فلزی با ترکیب های مختلف تولید شد. ریز ساختار نانوکامپوزیت های تهیه شده، توسط میکروسکوپ نوری و میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) مورد ارزیابی قرار گرفتند. نتایج بدست آمده نشان داد ذرات تقویت کننده دارای توزیع مناسبی در ساختار بوده و نقش موثری در ریزدانه شدن و ظریف کردن فاز بین فلزی Mg۱۷Al۱۲ دارند. ذرات ZrB۲ با وجود ترشوندگی بهتر، در مرزدانه ها و ذرات WS۲ در مرکز دانه ها است . آنالیز EDS نیز این نتایج را تایید نمود. آزمون سختی و آزمون بالستیک به روی نمونه های تهیه شده انجام شد. با توجه به سخت تر بودن ذرات ZrB۲ نسبت به WS۲، نانوکامپوزیت /۲Vol%ZrB۲۳۱AZ بیشترین سختی HBN) ۵۸) را از خود نشان داد. نتایج آزمون بالستیک با بررسی میزان نفوذ پرتابه در نمونه های بالستیکی از طریق بررسی سطح تخریب و سطح پشتی نمونه ، نشان داد نانوکامپوزیت Vol%ZrB۲۱Vol%WS۲-۱/۳۱AZ نسبت به AZ۳۱/۰.۵Vol%WS۲-۱.۵Vol%ZrB۲ خواص بالستیکی بالاتری دارد. هر دو نانو کامپوزیت در سرعت های حدود m/s ۳۳۰ توانستند پرتابه را نگهدارند که حداقل m/s ۳۰ افزایش حد بالستیک را نسبت به آلیاژ زمینه نشان می دهد.

کلیدواژه ها:

آلیاژ ۳۱AZ ، ذرات ZrB۲ ، ذرات WS۲ ، ریخته گری گردابی ، حد بالستیک .