ساخت نانو کامپوزیت فلز- ترکیب بین فلزی (mic) از فویلهای آلومینیم و نیکل توسط فرآیند اتصال نوردی تجمعی (arb)

در این تحقیق هدف آنست که برای اولین بار از فرآیند arb به همراه رژیم عملیات حرارتی مناسب جهت تولید کامپوزیتهای فلز-ترکیب بین فلزی از فویلهای آلومینیم و نیکل استفاده شود. در این راستا فویلهای نازک در ضخامت صد میکرون از جنس آلومینیم و نیکل به طور متناوب بر روی هم قرار گرفته و پس از اعمال شش مرحله نورد متوالی, لایه ها بطور همزمان تغییر شکل یافته و باند متالورژیکی بین آنها حاصل خواهد شد. بنابراین ابتدا یک کامپوزیت از لایه های نانوساختار al وni تهیه شد. سپس کامپوزیت فوق با اعمال یک رژیم عملیات حرارتی مناسب تبدیل به کامپوزیت های فلز- ترکیب بین فلزی mic خواهند شد. ساندویج اولیه با درصد مشخص از دو فاز تولید و طی شش مرحله فرآیند arb به کامپوزیت لایه ای نانو ساختار al/ni تبدیل شد. نتایج میکروسکوپ الکترونی روبشی نشان می دهد با افزایش مراحل arb لایه های نیکل پیوستگی خود را از دست داده و به صورت قطعاتی در زمینه al پخش می شوند و همچنین هر چه مراحل بیشتر می شود توضیع ضخامت لایه های نیکل حالت یکنواختری به خود می گیرد. با توجه به نوع فرآیند arb ضخامت هر دو لایه با افزایش مراحل کاهش میابد ولی در این بین ضخامت لایه al بیشتر کاهش میابد. نتایج حاصل از آنالیز ebsd و xrd نشان می دهد در نهایت ساختار فاز al در مرحله ششم شامل دانه های فوق ریز نانو همراه با مرزهای بزرگ زاویه است فاز ni تا مرحله ششم ساختار لایه ای خود را حفظ می کند و فقط با افزایش مراحل دانه ها کشیده تر می شوند و همزمان در مراحل اولیه مرزهای کوچک زاویه زیادی در ساختار تولید می شود و زاویه بد آرایی به شدت کاهش میابد که با ادامه فرآیند فقط اندکی افزایش میابد. استحکام کششی کامپوزیت در دمای محیط و ریز سختی دو فاز al و ni با افزایش مراحل فرآیند arb (کرنش معادل کل) افزایش یافت. از طرف دیگر، افزایش طول بشدت در مرحله اول کاهش یافت و در مراحل بالاتر به مقدار جزیی افزایش یافت با انجام فرآیند عملیات حرارتی در دما و زمانهای مختلف بر روی کامپوزیت تولیدی، فاز ترکیب بین فلزی در فصل مشترک لایه های نیکل و آلومینیم شروع به جوانه زنی و رشد کرده و در نهایت در دمای ?550 کل لایه آلومینیم از بین رفته و به ترکیب بین فلزی تبدیل می شود. به عبارت دیگر در نهایت کامپوزیت mic با زمینه ni و لایه های بین فلزی alxniy بدست خواهد آمد. در منحنی آنالیز کالریمتری بر روی نمونه اولیه 3 پیک مشاهده شد و توسط آنالیز xrd مشخص شد که به سه نوع ترکیب مختلف (al3ni، al2n3، alni) مریوط می شوند. نتایج حاصل از بررسی خواص مکانیکی شامل آزمایش کشش آنست که در دماهای پایین (300) استحکام تسلیم و کششی مقداری کاهش یافته و ازدیاد طول کامپوزیت به مقدار جزیی افزایش یافته است. اما با افزایش دمای آنیل (400، 500) و افزایش قابل توجه ضخامت لایه ترکیب بین فلزی، استحکام تسلیم وکششی کامپوزیت افزایش یافته و ازدیاد طول کامپوزیت به مقدار زیادی کاهش یافته است.