تولید و بررسی خواص مکانیکی کامپوزیت های ذره ای آلومینیم-گرافیت با توزیع یکنواخت با استفاده از روش هم زدن مکانیکی (همگن سازی در مایع) و sps

در این پژوهش، به منظور اختلاط پودرهای آلومینیم خالص و گرافیت برای تولید کامپوزیت پایه آلومینیم تقویت شده با ذرات پودر گرافیت، از روشی جدید به نام همگن سازی در مایع استفاده شد. میزان گرافیت در این پژوهش از صفر تا 5/4 درصد وزنی درنظر گرفته شد. ابتدا پودر گرافیت در استون ریخته و آلتراسونیک گردید. سپس پودر آلومینیم به محلول اضافه و آلتراسونیک ادامه پیدا کرد. پس از فیلتر کردن، مخلوط حاصل در دما و زمان مناسب در اتمسفر خلأ خشک گردید. سپس از پودر های خشک شده حاصل به دو روش sps و پرس سرد - تف جوشی در کوره خلأ تحت فشار و دما و زمآن های مختلف نمونه های کامپوزیتی تولید شد. به منظور بررسی ریزساختاری، نمونه های حاصل به وسیله میکروسکوپ نوری و sem بررسی و تحلیل شدند. همچنین به منظور بررسی خواص مکانیکی، نمونه ها تحت آزمون های فشار، سختی سنجی (برینل) و سایش قرار گرفتند. برای بدست آوردن میزان تخلخل و چگالی از روش غوطه وری در آب (ارشمیدس) استفاده شد. البته با نرم افزار mip نیز درصد تخلخل محاسبه گردید. نمونه ها تحت آزمون سختی سنجی برینل قرار گرفتند. باتوجه به نتایج و مشاهدات، توزیع ذرات گرافیت در زمینه ی آلومینیم در این روش نسبت به روش های دیگر بهبود چشمگیری را نشان داد که همین امر باعث بهبود خواص مکانیکی شده است .همچنین افزودن گرافیت تا سه درصد وزنی بطور بسیار یکنواخت در زمینه و بدون کلوخه شدن رخ داد. درحالی که درصد بهینه توزیع گرافیت برای این کامپوزیت با سایر روش های اختلاط حداکثر یک درصد بوده است. در این روش اختلاط، با افزودن گرافیت تا درصد بهینه، سختی و استحکام فشاری و چگالی افزایش یافت. میزان تخلخل نیز تا درصد بهینه کاهش و بیش از درصد بهینه افزایش یافت. با توجه به نتایج آزمون فشار، میزان استحکام فشاری به دست آمده از این روش اختلاط، نسبت به سایر روش های تولید این کامپوزیت حداقل 2/43 درصد افزایش داشت. حتی این استحکام با تغییر برخی پارامترهای تف جوشی مانند فشار sps به 8/104 درصد افزایش نسبت به سایر روش های تولید این کامپوزیت هم رسید. همچنین در نمونه با درصد بهینه (سه درصد گرافیت)، دارای افزایش استحکام فشاری تا 7/ 138 درصد و افزایش سختی تا 6/69 درصد و کاهش نرخ سایش تا 54/54 درصد و کاهش درصد تخلخل تا 9/51 درصد نسبت به آلومینیم خالص بود.