بررسی تاثیر عناصر بهساز لیتیم، سدیم و نمک حاوی پتاسیم بر ریزساختار و خواص کششی کامپوزیت al-mg2si

در این پژوهش اثر سه عامل لیتیم، سدیم و نمک حاوی پتاسیم(50%kcl+50%mgcl2) بر ریزساختار و خواص کششی کامپوزیت درجا al-15%mg2si مورد مطالعه قرار گرفته است. به این منظور مقادیر 03/0، 05/0، 07/0، 1/0، 15/0، 25/0 و 35/0 درصد لیتیم، 01/0، 05/0، 08/0، 1/0، 15/0 و 2/0 درصد سدیم و 1، 3، 5 و 7 درصد نمک حاوی پتاسیم به طور جداگانه به کامپوزیت al-15%mg2si اضافه و نمونه هایی جهت بررسی های ریزساختاری و خواص کششی ریخته گری شدند. بررسی های ریزساختاری مقاطع نازک با استفاده از میکروسکوپ نوری و الکترونی صورت گرفت و فازهای تشکیل شده در ریزساختار کامپوزیت اولیه و مورفولوژی آنها مورد مطالعه قرار گرفت. سپس با استفاده از آنالیز تصویری، مقدار و اندازه فازهای مهم موجود با افزودن عنصر بهساز بررسی شد. نتایج بررسی های ریزساختاری نشان داد که مقدار بهینه عنصر بهساز جهت اصلاح فاز mg2si اولیه و یوتکتیک برای لیتیم، سدیم و نمک حاوی پتاسیم به ترتیب 15/0 درصد، 1/0 درصد و 5 درصد بوده است. ضمنا نتایج بررسی ها نشان داد که افزودن 15/0 درصد لیتیم، مورفولوژی mg2si اولیه را از حالت نامنظم (اغلب دندریتی) در کامپوزیت اولیه به ذرات چندوجهی تبدیل می کند و باعث تغییر مورفولوژی mg2si یوتکتیک از حالت تیغه ای به شکل مرجانی می گردد. همچنین، لیتیم اندازه ذرات mg2si اولیه را از ?m32 به ?m4 کاهش داده و توزیع این ذرات در زمینه بطور قابل توجهی بهبود می یابد. افزایش 1/0 درصد سدیم اندازه متوسط ذرات mg2si اولیه را از µm32 به µm7 کاهش می دهد و باعث تغییر مورفولوژی mg2si اولیه از حالت نامنظم به چندوجهی می شود. افزودن مقادیر بیشتر باعث افزایش اندازه ذرات می شود که ناشی از پدیده فرابهسازی است. همچنین، سدیم مورفولوژی mg2si یوتکتیک را از تیغه ای به حالت رشته ای بسیار ریز یا نقطه ای تبدیل می کند وکسر حجمی ?-al را به مقدار قابل توجهی افزایش می دهد. افزودن 5 درصد نمک حاوی پتاسیم به ریزساختار، تغییر چندانی در مورفولوژی ذرات mg2si اولیه ایجاد نمی کند اما اندازه این ذرات به ?m22 کاهش یافته و mg2si یوتکتیک در زمینه شبه یوتکتیک نیز ظریف تر می شود. همچنین، با استفاده ازنتایج تست کشش، نمودارهای استحکام و درصد ازدیاد طول برای تمام نمونه های کامپوزیتی با درصدهای مختلف عناصر بهساز رسم شد. نتایج به دست آمده نشان داد که ارتباط مستقیمی بین بهسازی ساختار و افزایش خواص کششی وجود دارد. در نهایت، سطوح شکست کامپوزیت های حاوی عناصر بهساز بررسی شد و مکانیزم شکست مورد بحث قرار گرفت.