ساخت نانوکامپوزیت آلومینیوم-تیتانیم-آلومینا توسط نورد تجمعی و ارزیابی خواص مکانیکی و ریزساختاری

در پژوهش حاضر از فرایندهای نورد تجمعی (arb)، نورد و آنیل پی در پی (car) و آندایزینگ با درصدهای حجمی متفاوت آلومینا برای ساخت کامپوزیت آلومینیوم/آلومینا/تیتانیم استفاده شد. در ابتدا شرایط ایجاد پیوند بین لایه ها با درصدهای حجمی متفاوت آلومینا و درصدهای متفاوت کاهش ضخامت توسط آزمون لایه کنی مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان داد که با افزایش ضخامت لایه آندایز چسبندگی بین آلومینیوم و تیتانیم کاهش می یابد. همچنین با افزایش میزان کاهش ضخامت، استحکام لایه کنی در نمونه ها افزایش می یابد. پس از ساخت کامپوزیت به روش نورد تجمعی تا 4 سیکل، از میکروسکوپ نوری جهت بررسی توزیع فازهای تقویت کننده (تیتانیم و آلومینا) استفاده شد. به منظور بررسی خواص مکانیکی نمونه ها، از آزمون های کشش تک محوری و ریزسختی سنجی ویکرز استفاده شد. برای درک نحوه ی شکست نمونه ها در آزمون کشش تک محوری، از میکروسکوپ الکترونی روبشی استفاده شد. پارامترهای ریزساختاری از قبیل اندازه دانه ی فرعی، میکرو کرنش و دانسیته ی نابجایی ها توسط نرم افزار maud محاسبه شد مشاهده شد نه تنها ریزشدگی ذرات و پراکندگی مناسب آن ها تا 4 سیکل به وجود نیامد بلکه نمونه ها در سیکل چهارم دارای ترک بودند و استحکام کششی این کامپوزیت ها در سیکل چهارم کاهش یافت. درصد ازدیاد طول نمونه ها از سیکل اول تا چهارم روند نزولی داشت و شکست نمونه ها به صورت ترد تشخیص داده شد. با افزایش درصد آلومینا، استحکام در سیکل-های مشابه افزایش و درصد ازدیاد طول کاهش یافت. بررسی ریزساختاری کامپوزیت های ساخته شده به روش نورد و آنیل پی در پی توزیع ریزتر و یکنواخت تر فازهای تقویت کننده در زمینه را نسبت به کامپوزیت ساخته شده به روش نورد تجمعی نشان داد. استحکام کششی کامپوزیت ها پس از 6 سیکل برای نمونه های 5، 10 و 15 میکرومتر لایه آلومینا به ترتیب به 192، 197 و 218 مگاپاسکال رسید. شکست نمونه ها به صورت چقرمه تشخیص داده شد.