بدنه های متخلخل آلومینایی از پرکاربردترین سرامیک های متخلخل هستند که در موارد متعددی شامل فیلترها، پایه کاتالیست ها، پیش فرم کامپوزیت ها، عایق ها و جایگزین استخوان استفاده می شوند. برای ساخت این بدنه های متخلخل روش های مختلفی وجود دارد که روش متراکم سازی و سینترینگ پودر از پرکاربردترین روش های تولید است. در این پژوهش خواص بدنه های متخلخل آلومینایی تولید شده با استفاده از سینترینگ پودر متراکم آلومینا بررسی گردید. اثر دمای سینترینگ، روش متراکم سازی پودر و افزودنی سیلیس بر خواص فیزیکی و مکانیکی سرامیک های آلومینایی از قبیل تخلخل، انقباض، سطح ویژه، هدایت حرارتی، استحکام خمشی و فشاری بررسی شد. به تعدادی از نمونه ها 5% افزودنی سیلیس اضافه گردید. نمونه ها به دو روش ویبره کردن و پرس تک محوره متراکم شدند. سپس در دماهای°c 1625-1325به مدت 2 ساعت سینتر شدند. نتایج نشان داد که در محدوده دمایی°c 1475-1325 سینترینگ وارد مرحله میانی می شود. در یک دمای سینترینگ یکسان، نمونه های پرس شده دارای تخلخل کمتر و استحکام بالاتری بودند اما توسط روش ویبره کردن می توان به تخلخل بالاتر دست یافت. افزودن سیلیس به آلومینا باعث می شود سینترینگ فاز مایع رخ دهد و ضمن تشکیل فازهای شیشه ای، چگالی، انقباض، هدایت حرارتی، سطح ویژه و استحکام نمونه ها تنزل یابد. مقایسه نتایج تخلخل و استحکام مکانیکی نشان می دهد که با سینترینگ نمونه های آلومینایی پرس شده بدون افزودنی در دمای°c 1475 به نمونه ای با تخلخل زیاد (حدود 50%) و استحکام مناسب می توان دست یافت. برای نمونه های ویبره شده حاوی افزودنی سیلیس، دمای سینترینگ مطلوب °c1550 به دست آمد.

در سال های اخیر احتیاج به مواد با وزن کم و استحکام بالا در صنایع هوا فضا و اتومبیل سازی و دیگر صنایع وابسته، توسعه ی نانو کامپوزیت های زمینه آلومینیومی را به علت خواص شبه ایزوتروپیک افزایش داده است . مهمترین مشکل در صنایع ذکر شده فرایند شکست این کامپوزیت ها در اثر اعمال بارهای سیکلی است بنابراین دانستن جزییات مربوط به خواص خستگی و خواص مکانیکی ضروری است. در این تحقیق نمونه های نانو و میکرو کامپوزیتی شامل درصدهای وزنی مختلف ذرات al2o3 بوسیله روش ریخته گری گردابی تولید شده سپس با نسبت کاهش سطح مقطع 1:20 اکسترود شده و تحت عملیات حرارتی رسوب سختی t6 قرار گرفتند.ریزساختار نمونه های نانو کامپوزیتی ریختگی با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی(sem) مجهز به طیف نمایی نشر نوری (oes)و میکروسکوپ نوری (om) بررسی شده است.چگالی، سختی، استحکام فشاری، خواص کششی و خواص خستگی این نانو کامپوزیت ها بررسی شده و مشاهده شده است که مقدار سختی، استحکام فشاری، استحکام کششی نمونه های نانوکامپوزیتی با افزایش درصد وزنی نانوذرات al2o3افزایش و انعطاف پذیری کاهش می یابد. با افزودن ذرات تقویت کننده به آلیاز خواص خستگی نسبت به آلیاژ زمینه بهبود می یابد.

هدف از انجام این تحقیق بررسی اثرات لایه گذاری بر روی سوپرآلیاژ in738lc و یافتن پوشش مناسب برای محیط هایی با دمای بالا و شرایط اسیدی و اکسیدی است که این سوپرآلیاژ در آن شرایط به کار می رود. برای این منظور دو نوع پوشش آلومینیوم فلزی و اکسید زیرکونیوم، انتخاب شد. این پوشش ها به روش های کندوپاش، تبخیر حرارتی در خلاء، تبخیر با استفاده از باریکه ی الکترونی و پلاسما اسپری بر روی سوپرآلیاژ با ضخامت های مختلف اعمال شد. سپس پوشش اعمال شده به وسیله ی روش های آنالیز عنصری مانند eds و آنالیز ریزساختاری مانند sem مورد بررسی قرار گرفت. همچنین تست هایی مانند سختی سنجی و خوردگی داغ بر روی سوپرآلیاژ پوشش داده شده صورت گرفت که مشخص کرد پوشش مناسب برای این سوپرآلیاژ برای کاربرد در دماهای بالا و محیط هایی اسیدی و اکسیدی، پوشش اکسید زیرکونیوم با ضخامت حدود 250 میکرومتر می باشد. در ادامه می توان از مواد دیگری مانند اکسید آلومینیوم با ضخامت های در مقیاس میکرون نیز به عنوان پوشش استفاده کرد.

یکی از روش های کاهش اندازه دانه جهت بهبود خواص مکانیکی، استفاده از روش تغییر شکل پلاستیک شدید می باشد. اکستروژن در کانال زاویه دار همسان از جمله این روش ها است که در آن معمولاً یک نمونه فلزی با مقطع گرد و یا مربعی از داخل دو کانال متقاطع با مقطع یکسان عبور داده می شود. در اثر این عبور بدون تغییر سطح مقطع، کرنش پلاستیک بزرگی به نمونه وارد می گردد. این کرنش بالا، توجه محققین در زمینه های تحقیقاتی متعددی را به خود جلب نموده است. در زمینه های تحقیقاتی تجربی محققین در این روش قادر به مطالعه رفتار ماده در کرنش های پلاستیک بزرگ، بررسی رفتار در مراحل کار سختی iii به بعد، تغییر ریز ساختار به زیر میکرون و حتی نانو، افزایش استحکام به مقدار بالا همزمان با حفظ چقرمگی و غیره نام برد. در زمینه های تحقیقاتی تئوری پس از معرفی تغییر شکل پلاستیک شدید، تئوری نابجایی ها، تئوری پلاستیسته کریستال ها، ومعادلات ساختاری در کرنش های بالا تحول زیادی یافتند. در تحقیق حاضر، در ابتدا با استفاده از روش تئوری خطوط جریان و تلفیق آن با روش تئوری حد بالا، یک میدان سرعت-کرنش در حالت دو بعدی ارائه گردیده و بر مبنای آن مقادیر کرنش و نرخ کرنش محاسبه شده است، در نهایت با کمک فرمولاسیون استرین و همکاران، اندازه دانه در ریزساختار پیش بینی شد. نتایج شبیه سازی با نتایج تئوری و تجربی سایر محققین مقایسه شدکه تطابق خوبی بین نتایج آنالیز حاضر و نتایج تجربی حاصل گردید.

کامپوزیت های زمینه فلزی تقویت شده با فاز سرامیک به عنوان دسته مهمی از مواد شناخته می شوند که جهت کاربردهای فیزیکی (الکتریکی، حرارتی و غیره)، مکانیکی(کششی، سایشی، سازه ای و غیره ) مورد استفاده قرار می گیرند. وجود فاز سرامیک در زمینه‏ای فلزی باعث افزایش خواص مکانیکی همچون مقاومت به سایش و سختی کامپوزیت می شود و دایره کاربرد محصول را افزایش می دهد. در پروژه حاضر تاثیر افزودن گرانول زیرکن zrsio4)) با اندازه های مختلف m?250d< و m? 355m<d<? 250 (الک شماره 45(355 میکرون) و شماره 60(250 میکرون)) بر خواص مکانیکی کامپوزیت زمینه آلومینیوم مورد بررسی قرار گرفته است. فاز سرامیکی زیرکن به دلیل دارا بودن سختی و نیز مدول الاستیسیته بالا در مقایسه با فلز آلومینیوم، گزینه ای مطلوب جهت تقویت آلومینیوم محسوب می شود. در این تحقیق گرانول زیرکن در دماهای c°1375 و c°1425 به مدت 2 ساعت سینتر شدند و سپس جهت ساخت کامپوزیت زیرکن – آلومینیوم پیش فرم های آماده شده از گرانول سینتر شده بوسیله روش مذاب آلومینیوم تحت فشار در دمای 700 سانتی گراد فلزخورانی شدند. ریز ساختار نمونه های کامپوزیتی توسط میکروسکوپ الکترونی عبوری (sem) مورد مشاهده قرار گرفته است. برای بررسی مقاومت مکانیکی کامپوزیت، تست های مکانیکی فشار، میکرو سختی ویکرز و تست ضربه انجام شد. نتایج نشان داد که با افزایش دمای سینترینگ، استحکام نمونه زیاد می شود و تخلخل کاهش می یابد. هم چنین سختی کامپوزیت حاوی گرانول زیرکن با میانگین اندازه 250 میکرون بیشتر از گرانول با میانگین اندازه 355 میکرون است.

کامپوزیت های مسی تقویت شده با ذرات اکسیدی به سبب هدایت الکتریکی وگرمایی خوب و استحکام بالای ناشی از پراکندگی ذرات می توانند مواد مناسبی برای کنتاکت های الکتریکی باشد. در این پژوهش با استفاده از روش پرس گرم، نمونه های کامپوزیت لایه ای مس-نانو آلومینا تولید شد. نمونه ها متشکل از 3 لایه ورق مسی به ضخامت 1 میلی متر بودند که در بین هرکدام از ورق ها ذرات نانو آلومینا با استفاده از روش سوسپانسیون پراکنده شد. به منظور بررسی تاثیر حضور نانو آلومینا روی خواص کامپوزیت، نمونه هایی با مقادیر مختلف از نانو آلومینا (صفر، 0.025 ، 0.05و0.1درصد وزنی) تولید شد. مطالعات روی خواص مکانیکی توسط آزمون های مکانیکی نظیر میکرو سختی، کشش و ضربه انجام گرفت. چگونگی پراکنگی ذرات روی سطح فلز و بررسی سطح شکست نمونه ها نیز توسط میکروسکوپ نوری و میکروسکوپ الکترونی روبشی صورت پذیرفت. نتایج حاصل نشان داد، با افزایش مقدار نانو آلومینا در کامپوزیت تا 0.05درصد وزنی، ابتدا خواص مکانیکی بهبود و سپس به دلیل توزیع نامناسب ذرات و تشکیل عیوب ساختاری در فصل مشترک، کاهش می یابد. هم چنین مشخص شد میزان پراکندگی ذرات نانو آلومینا در مقادیر پایین تر، یکنواخت تر بوده و با آگلومراسیون کمتری روبرو می باشد.

چکیده: پیشرفت دنیای صنعتی در قرن اخیرنیازمند موادی است که ترکیبی از خواص مطلوب را داشته باشدامروزه کامپوزیتهایی بااین قابلیت تولید می شود,در همین راستاکامپوزیت زمینه فلزی هیبریدی آلومینیوم_آلومینا . سیلیس گداخته با کسر حجمی بالاحاوی ذرات آلومینا با 0 ,10,30, 50 درصد وزنی سیلیس گداخته به روش ریخته گری تحت فشار تولید شد. ریز ساختار کامپوزیت هیبریدی توسط میکروسکوپ نوری (om) و میکروسکوپ الکترونی (sem) مورد بررسی قرار گرفت. برای بررسی خواص مکانیکی کامپوزیت تست‎های میکروسختی و ضربه نیز انجام شد . تصاویر sem توزیع یکنواخت ذرات سیلیس گداخته در ساختار کامپوزیت را نشان داد همچنین مقاومت فشاری کامپوزیت با تغییر میزان سیلیس گداخته بین (310-110 ) مگا پاسکال تغییر نمود. مقاومت به ضربه کامپوزیت بین (8/4-8/1) ژول و میکروسختی کامپوزیت تولید شده بین (156-4/98)کیلوگرم بر میلیمتر مربع تغییر نمود. نتایج حاصل نشان داد با افزایش ذرات سرامیکی آلومینا و سیلیس گداخته سختی و مقاومت شکست نیز به علت سختی بالای تقویت کننده و اتصال قوی بین فاز زمینه و تقویت کننده افزایش یافته است . کلمات کلیدی : آلومینیوم - آلومینا – سیلیس گداخته – مقاومت فشاری – ریز ساختار- ضربه – میکرو سختی.

کامپوزیت با فازهای پیوسته نوعی از کامپوزیت هستند که از دو یا چند جز که هرکدام به طور سه بعدی اتصال داخلی دارند ساخته شده اند.به طوری که میتوان هر کدام از این فازها را فاز زمینه در نظر گرفت. بزرگترین کاربرد این نوع کامپوزیت در صنایع الکترونیک و هوا فضا می‎باشد. در این تحقیق از روش فلزخورانی به پیش فرم سرامیکی al2o3-sic برای ساخت کامپوزیت استفاده شد. پیش‎فرم به روش حذف اسفنج پلی‎یورتان و با میانگین اندازه حفره 30 حفره بر اینچ تهیه گردید. مس مذاب به روش ریخته‎گری تحت فشار و دردمای 1200 درجه سانتی‎گراد به داخل حفرات خورانده شد. چگالی، تخلخل،استحکام و شوک‎پذیری حرارتی پیش فرم بررسی گردید. استحکام فشاری، سختی و چقرمگی کامپوزیت مورد مطالعه قرارگرفت. جهت بررسی فازهای تشکیل شده و بررسی ریز ساختار به ترتیب ازتفرق اشعه ایکس (xrd)و میکروسکوپ الکترونی روبشی (sem) استفاده شد. نتایج نشان داد با افزایش کاربید سیلیسیم پیش‎فرم، چگالی، استحکام خمشی و شوک‎پذیری حرارتی پیش‎فرم افزایش و تخلخل آن کاهش می‎یابد. استحکام فشاری نمونه‎های کامپوزیتی با افزایش استحکام پیش‎فرم سرامیکی افزایش داشت. سختی کامپوزیت با افزایش کاربید سیلیسیم تفاوت چندانی نکرده و بیش از آن تابع میزان فاز فلزی و اندازه حفرات پیش‎فرم است و با افزایش تعداد حفرات از 10 تا 30 حفره بر اینچ سختی افزایش یافت.چقرمگی در ابتدا با افزایش کاربید سیلیسیم افزایش و سپس کاهش نشان داد.

در این پژوهش از گرانول آلومینای ساخته شده به روش اختلاطی با تنش برشی بالا در ساخت کامپوزیت آلومینیوم- آلومینا استفاده شده است. هدف از این تحقیق بررسی میکروسکوپی ریز ساختار، استحکام فشاری، استحکام ضربه¬ای و سطح مقطع شکست کامپوزیت مذکور بود. بدین منظور اثر پارامترهای مختلفی نظیر اندازه دانه و دمای زینترینگ گرانول بر خواص مکانیکی کامپوزیت بررسی شده است. بررسی های ریزساختاری کامپوزیت با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی (sem) و خواص مکانیکی توسط دستگاه¬های اندازه¬گیری استحکام فشاری و استحکام ضربه ای و میکروسختی سنج انجام شده است. نتایج نشان داد هر چه اندازه دانه ذرات گرانول ریزتر باشد تا حدی که آلومینیوم مذاب بتواند فضای بین ذرات گرانول را پر نماید، کامپوزیت تولید شده استحکام فشاری بیشتری دارد. همچنین افزایش دمای زینترینگ آلومینا باعث افزایش استحکام فشاری کامپوزیت می¬گردد.

کامپوزیت¬های دو فلزی به عنوان دسته مهمی از مواد شناخته می¬شوند که جهت کاربردهای فیزیکی (الکتریکی، حرارتی و غیره)، مکانیکی(فشار، سختی، کشش و غیره ) مورد استفاده قرار می¬گیرند. وجود فاز فلز دوم (مس) در زمینه ای فلزی باعث افزایش خواص مکانیکی همچون مقاومت به سایش و سختی کامپوزیت می¬شود و دایره کاربرد محصول را افزایش می¬دهد.در پروژه حاضر تاثیر افزودن پودر مس خالص با اندازه های مختلف 100، 150 و m?250 بر خواص مکانیکی کامپوزیت زمینه آلومینیوم مورد بررسی قرار گرفته است. پودر مس بدلیل ایجاد پیوند و فصل مشترک با فلز آلومینیوم، گزینه ای مطلوب جهت تقویت آلومینیوم محسوب می¬شود. در این تحقیق در ابتدا پودر مس در دماهایc°600 به مدت 1 ساعت پیش گرم شدند و سپس جهت ساخت کامپوزیت آلومینیوم – مس پیش فرم¬های آماده شده از پودر مس بوسیله روش مذاب آلومینیوم تحت فشار در دمای 700 سانتی گراد فلز خورانی شدند. ریز ساختار نمونه¬های کامپوزیتی توسط میکروسکوپ الکترونی عبوری (sem) و میکروسکوپ نوری مورد مشاهده قرار گرفته است. برای بررسی مقاومت مکانیکی کامپوزیت، تست¬های مکانیکی فشار، سختی، میکرو سختی ویکرز انجام شد. نتایج نشان داد که با انجام سینترینگ، استحکام نمونه زیاد می¬شود و تخلخل کاهش می¬یابد. هم چنین سختی کامپوزیت حاوی پودر مس با میانگین اندازه 100 میکرون بیشتر از پودر مس با میانگین اندازه 250 میکرون است.