سنتز ترکیب بین فلزی نانوساختار Al3Zr و مطالعه تاثیر افزودن آن بر خواص مکانیکی کامپوزیت زمینه آلومینیم

در این پژوهش، سنتز ترکیب بین­فلزی Al3Zr 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 700 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 آنالیـز فازی XRD و میکروسکوپ الکترونـی روبشـی SEM مجهز به طیف­سنج EDS استفاده شد. نتایج نشان دادند ترکیـب بین­فلزی Al3Zr با موفقیت تشکیل شده و هیچ فاز ناخواسته­ای در ترکیب ظاهر نشده است. در مرحله بعد، پودر بدست آمده در درصدهای گوناگون (10، 15 و 25 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 20:1 و سرعت آسیاکاری 300 دور بردقیقه انجام شد. با استفاده از آنالیز XRD و از روش ویلیـامسـون­هـال میانگین اندازه نانو بلورها برای نمونه­های کامپوزیتی برابر 56 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 Al3Zr باعث افزایش استحکام و سختی نانوکامپوزیت زمینه آلومینیمی می­شوند، اما انعطاف­پذیری کاهش می­یابد. نتایج نشان داد نمونه کامپوزیتی با 25 درصد وزنی ترکیب بین­فلزی به ترتیب دارای استحکام فشاری و سختی برابر با  MPa498 و  VHN193 می­باشد.