ساخت و ارزیابی خواص مکانیکی کامپوزیت ریختگی al/al2o3 به روش درجا با استفاده از اکسید بُر

کامپوزیت¬های زمینه فلزی دسته¬ای از مواد پیشرفته مهندسی هستند که به دلیل خواص منحصر به فردشان، کاربردهای متنوعی در صنایع مختلف پیدا کرده¬اند. این مواد از یک زمینه فلزی و یک فاز تقویت¬کننده معمولاً سرامیکی تشکیل می¬شوند. از بین فلزات متداول، آلومینیم و آلیاژهای آن بیشترین کاربرد را به عنوان زمینه در ساخت کامپوزیت¬ها پیدا کرده¬اند و امروزه این کامپوزیت¬ها با استفاده از تقویت¬کننده¬های متنوعی تولید می¬شوند. در این پژوهش یک نوع کامپوزیت آلومینیم- آلومینای ذره¬ای در جا، با استفاده از اکسید غیر فلزی (شبه فلزی) بر و در حالت مذاب تولید شده است. با در نظر گرفتن خصوصیت آلومینیم در احیای اکسیدهای فلزی طی یک واکنش آلومینوترمی ، ابتدا مخلوطی از پودر آلومینیم و اکسید بر در آسیاب گلوله¬ای پرانرژی فعال و سپس با هدف انجام واکنش آلومینوترمی به منظور احیای اکسید بر به صورت درجا در داخل مذاب، پودر فعال تولید شده به مذاب اضافه شد. آنالیز حرارتی مخلوط پودری اولیه نشان از انجام واکنش آلومینوترمی درحدود 1000 درجه¬ی سانتیگراد داشت. پس از شروع آسیاکاری، برای اطمینان از فعال شدن و همچنین عدم انجام واکنش آلومینوترمی حین آسیاکاری، مخلوط پودری آلومینیم و اکسید بر در زمان-های مختلف به ترتیب تحت آنالیز حرارتی و آزمون پراش پرتوی ایکس قرار گرفت. نتایج حاصل از آنالیز حرارتی بیانگر کاهش تدریجی دمای انجام واکنش از حدود 1000 به حدود 600 درجه¬ی سانتیگراد بود. همچنین نتایج آزمون پراش پرتوی ایکس حاکی از این بود که با آسیاکاری مخلوط پودری به مدت حدود 30 ساعت، واکنش در محفظه¬ی آسیاب انجام شد. طی فرایند ریخته¬گری گردابی، پس از افزودن پودر فعال شده به گرداب حاصل از چرخش همزن، دوغاب کامپوزیتی در یک قالب فلزی استوانه¬ای ریخته-گری و منجمد شد. ریزساختار نمونه¬های کامپوزیتی ریختگی به صورت کیفی و کمی ارزیابی و مشاهده گردید. ذرات آلومینا در اثر واکنش درجا در زمینه پراکنده شده¬اند. خواص مکانیکی نمونه¬های کامپوزیتی با نمونه غیر¬کامپوزیتی متناظر آن مقایسه و نتایج نشان داد بالاترین درصد در افزایش استحکام کششی نهایی حدود 65 درصد و بالاترین افزایش سختی حدود 35 درصد است. همچنین مطابق انتظار درصد افزایش طول کاهش یافت.