بررسی اثر کسرحجمی فاز تقویت کننده و دما و بر رفتار سایشی نانوکامپوزیت al-sic

هدف از انجام این پژوهش، بررسی رفتار سایشی نانوکامپوزیت al-sic در بارهای اعمالی و دماهای مختلف و مقایسه آن با آلومینیم تقویت نشده است. بدین منظور نمونه های کامپوزیتی با کسر حجمی های 0، 1، 3 و 5 درصد نانو sic به روش متالورژی پودر و به شکل دیسکی تهیه شدند. پس از بررسی ریزساختار نمونه ها و اندازه گیری چگالی و سختی، نمونه های تهیه شده تحت آزمون سایش پین روی دیسک قرار گرفتند. جهت بررسی اثر بار اعمالی بر رفتار سایشی نمونه ها، آزمون سایش تحت بارهای 3، 8 و 20 نیوتن در شرایط سرعت لغزش m/s11/0 در دمای محیط و مسافت لغزش m1000 قرار گرفتند. نتایج نشان داد در تمامی بارهای اعمالی یکسان، نمونه های کامپوزیتی نرخ سایش و ضریب اصطکاک کمتری نسبت به آلومینیم تقویت نشده دارند. افزایش کسرحجمی ذرات تقویت کننده، باعث کاهش میزان نرخ سایش و ضریب اصطکاک نمونه های کامپوزیتی شد که این شرایط برای نمونه al-5%sic از نمود بیشتری برخوردار بود. همچنین داده های بدست آمده بیان گر این موضوع بودند که افزایش بار اعمالی باعث افزایش میزان ضریب اصطکاک و نرخ سایش تمامی نمونه ها می شود که نمونه کامپوزیتی با 5 درصد نانو sic مقاومت بیشتری در مقابل افزایش بار اعمالی از خود نشان داد. بررسی تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی از سطح نمونه های ساییده شده در بارهای اعمالی مختلف نشان داد که در بار اعمالی 3 نیوتن مکانیزم غالب سایش نمونه ها خراشان و با افزایش نیرو این مکانیزم برای تمامی نمونه ها (به جز نمونه al-5%sic) به حالت چسبان تغییر می کند. در ادامه به بررسی اثر دما بر رفتار سایشی نمونه های کامپوزیتی و آلومینیم تقویت نشده پرداخته شد. این آزمون در محدوده دمایی °c200-25 و در بازه های °c25 و در شرایط سرعت لغزش m/s11/0، بار اعمالی n8 و مسافت m1000 انجام شد. نتایج نشان داد افزودن ذرات تقویت کننده باعث بالا رفتن دمای انتقال به سایش شدید نمونه ها می شود، به گونه ای که برای آلومینیم تقویت نشده، دمای انتقال به سایش شدید °c125، برای کامپوزیت al-1%sic °c150 و برای نمونه های al-3%sic و al-5%sic °c175 بود. همچنین بررسی ها نشان داد نمونه های کامپوزیتی از نرخ سایش و ضریب اصطکاک کمتری در مقایسه با آلومینیم تقویت نشده برخوردار است که با افزایش کسرحجمی نانو ذرات sic، نمونه ها از مقاومت به سایش بهتری برخوردار می شوند. بررسی تصاویر میکروسکوپی از سطح نمونه های ساییده شده در دماهای مختلف نشان داد مکانیزم سایش در منطقه سایش ملایم برای تمامی نمونه ها از نوع خراشان است اما با افزایش دما و ورود سایش به منطقه سایش شدید، مکانیزم سایش تمامی نمونه ها به جز نمونه al-5%sic چسبان است اما نمونه al-5%sic هنوز دارای سایش خراشان است که نشان از اثر مثبت فاز تقویت کننده دارد.