توسعه نانوکامپوزیت های ریختگی a356-cnt با تزریق پودرهای کامپوزیتی al-ni-p-cnt به درون مذاب

در سال های اخیر تولید نانوکامپوزیت?های زمینه فلزی تقویت شده با نانولوله های کربنی (cnt) با خصوصیات ساختاری و مکانیکی بالا، از زمینه?های اصلی تحقیقات در زمینه مهندسی مواد بوده است. در این پژوهش، نانوکامپوزیت ریختگی a356-cnt با استفاده از فرآیندهای ریخته گری گردابی و نیمه?جامد و با تزریق ذرات تقویت?کننده به دو صورت cnt خام و پودر کامپوزیتی al-ni-p-cnt حاصل از فرآیند آبکاری الکترولس ni-p تولید شدند. در ادامه تاثیر افزودن cnt و فرآیند ریخته?گری بر خصوصیات ساختاری، مکانیکی و هدایت الکتریکی نانوکامپوزیت های تولیدی بررسی گردید. دمای 80 درجه سانتیگراد، ph برابر 5/5، مقدار cnt برابر gr/lit 25/1، نسبت وزنی ذرات al به cnt برابر 6 و سرعت همزدن rpm 500 مقادیر بهینه پارامترهای فرآیند آبکاری الکترولس به منظور تولید پودرهای کامپوزیتی al-ni-p-cnt با توزیع مناسب cnt در آن تشخیص داده شدند. نتایج بدست آمده حاصل از فرآیند کامپوزیت سازی نشان داد که اضافه کردن cnt به صورت پودرکامپوزیتی al-ni-p-cnt به آلیاژ زمینه باعث کاهش چشمگیر اندازه دانه های ساختار زمینه می گردد به طوریکه درکامپوزیت های تولید شده به روش گردابی، فاصله بین بازوهای ثانویه ی دندریتی حدود 60 درصد و در نمونه های تولید شده به روش نیمه جامد، مقدار متوسط قطر دایره معادل دانه های اولیه ?al حدود 27 درصد کاهش یافت. سختی و مقاومت به سایش کامپوزیت?ها وابسته به درصد ذرات تقویت?کننده باقیمانده درمذاب، درصد تخلخل و ریزساختار بود و در تمامی کامپوزیت?های تولیدی نسبت به آلیاژ تقویت نشده افزایش یافت. بیشترین مقدار این افزایش در کامپوزیت?های تولیدی به روش نیمه?جامد و 30 درصد کسر جامد اولیه دیده شد. مدول الاستیک، استحکام تسلیم و استحکام کشش نهایی نانوکامپوزیت?های تولیدی با تزریق پودر?های کامپوزیتی نسبت به آلیاژ زمینه افزایش چشمگیری داشتند. نانوکامپوزیت?های تولیدی به روش نیمه?جامد و30 درصد کسر جامد اولیه حدود 93 درصد استحکام خود را در دمای 300 درجه سانتیگراد نسبت به دمای محیط حفظ کردند در حالی که این مقدار برای آلیاژ a356 تقویت نشده حدود 69 درصد بود. استحکام خمشی نمونه های کامپوزیتی نسبت به نمونه های غیرکامپوزیتی مشابه به طور متوسط حدود 30 درصد افزایش داشت که این بهبود به دلیل حضور cnt ها با استحکام خمشی فوق العاده درون ساختار زمینه می باشد. هدایت الکتریکی نمونه های کامپوزیتی نسبت به نمونه های مشابه غیرکامپوزیتی، با اضافه شدن cnt به زمینه، کاهش یافت.