تولید نانوکامپوزیت ریختگی a356-sio2 با استفاده از نانوکامپوزیت تولید شده به روش نورد تجمعی

در چند دهه اخیر تحقیقات در زمینه نانوکامپوزیت ها به علت خواص منحصر به فردشان چون استحکام، سختی و دمای کاری بالاتر، بسیار مورد توجه قرار گرفته است. در این پژوهش نانوکامپوزیت ریختگی a356-sio2با استفاده از فرایندهای ریخته گری گردابی در حالت کاملا مذاب و نیمه جامد و با افزودن ذرات تقویت کننده به دو صورت sio2 خام و ورقه های کامپوزیتیal1100-sio2 حاصل از فرایند آنیل و نورد اتصالی پیوسته، تولید شد. در ادامه تاثیر افزودن sio2 و فرایند ریخته گری بر خصوصیات ساختاری و مکانیکی نانوکامپوزیت تولیدی بررسی گردید. نتایج حاصل از فرایند آنیل و نورد اتصالی پیوسته نشان داد که تعداد آگلومره های ذرات sio2 با افزایش سیکل های فرایند نورد کاهش و پیوند مکانیکی و ترشوندگی بین اکثر ذرات و زمینه بهبود می یابد. انتظار می رود با ورود این ورقه ها به مذاب ترشوندگی ذرات تقویت کننده ای که وارد مذاب شده اند با آلیاژ زمینه بهبود یابد. نتایج حاصل از مرحله ریخته گری و تولید کامپوزیت نهایی نشان داد که اضافه کردن sio2 به صورت ورقه های کامپوزیتی al1100-sio2 به آلیاژ زمینه باعث کاهش طول دندریت ها به عنوان معیار اندازه دانه های ساختار زمینه می گردد به طوری که در کامپوزیت های تولید شده به روش گردابی در حالت کاملا مذاب، طول متوسط دندریت ها از 314 میکرومتر به 237 میکرومتر کاهش یافت. از طرفی مقدار متوسط فاصله بین بازوهای ثانویه دندریتی در نمونه های تولید شده به روش گردابی از 17 میکرومتر به 28 میکرومتر افزایش داشت که این افزایش را می توان ناشی از هدایت حرارتی بسیار کم ذرات تقویت کننده sio2در ابعاد نانومتری دانست. در نمونه های تولید شده به روش نیمه جامد حضور ذرات تقویت کننده sio2 سبب می شود که مقدار متوسط قطر دایره معادل دانه های ?al اولیه در نمونه با 1/0 کسر جامد اولیه از 150 میکرومتر به 101 میکرومتر و در نمونه با 2/0 کسر جامد اولیه از 180 میکرومتر به 114 میکرومتر کاهش یابد. همچنین مقدار متوسط قطر دایره معادل ذرات جامد ثانویه در نمونه های کامپوزیتی نسبت به نمونه های غیرکامپوزیتی کاهش نشان داد به طوری که در نمونه های غیرکامپوزیتی با 1/0 و 2/0 کسر جامد اولیه مقدار متوسط قطر دایره معادل به ترتیب 49 و 28 میکرومتر و برای نمونه های کامپوزیتی با 1/0 و 2/0 کسر جامد اولیه این مقدار به ترتیب 37 و 30 میکرومتر به دست آمد. مقادیر سختی در تمامی نمونه های کامپوزیتی نسبت به آلیاژ تقویت نشده افزایش داشت. بیشترین مقدار این افزایش در کامپوزیت های تولیدی به روش نیمه جامد و 2/0 کسر جامد اولیه، دیده شد. استحکام نهایی برشی و استحکام تسلیم برشی نانوکامپوزیت های تولیدی با تزریق ورقه های کامپوزیتی نسبت به آلیاژ زمینه افزایش چشم گیری داشتند. نانوکامپوزیت های تولیدی به روش نیمه جامد و 2/0 کسر جامد اولیه حدود 45 درصد استحکام نهایی برشی و 55 درصد استحکام تسلیم برشی خود را در دمای 300 درجه سانتی گراد نسبت به دمای محیط حفظ کردند در حالی که این مقادیر برای آلیاژ a356 تقویت نشده به ترتیب حدود 34 درصد و 48 درصد بود.