ارایه دانش فنی تولیدکامپوزیت نانوساختار زمینه ی آلومینیوم برای كاربرد در دما های بالا
محور پژوهش
مواد پیشرفته و محصولات مبتنی بر فناوری‌های شیمیایی
پژوهشکده/دانشکده
مهندسی مواد
حوزه پژوهش
مواد پیشرفته (سرامیک‌ها و فلزات)
عنوان
ارایه دانش فنی تولیدکامپوزیت نانوساختار زمینه ی آلومینیوم برای كاربرد در دما های بالا
هدف از اجرای پژوهش، کاربردها، مزیت‌ها و ضرورت انجام پروژه
: کاهش خسارات جانی و مالی در صنایع مختلف ناشی از خوردگی
هدف از اجرای پژوهش، کاربردها، مزیت‌ها و ضرورت انجام پروژه
: هدف از پروژه حاضر تدوین دانش فنی و بومی سازی قطعات آلومینیمی برای کاربرد در دمای بالا می باشد. در صنایع پیشرفته همچون خودروسازی و هوافضا نیاز به موادی که نسبت استحکام به وزن بالایی را ارائه می کنند جهت کاهش مصرف انرژی ضروری می باشد. از بین موادی که نسبت استحکام به وزن مناسبی ارائه می کنند آلومینیوم در مقایسه با تیتانیوم و منیزیم قیمت های کمتری را ارائه می دهد به همین دلیل است که توجه بیشتری را نسبت به خود جلب کرده است و جز مواد پرکاربرد در این صنایع می باشد. فلز آلومینیوم خالص، بسیار نرم و انعطاف پذیر است لذا جهت ورود موثر به صنعت بایستی استحكام آن را افزایش داد. یکی از مهمترین محدودیت های کاربردی آلومینیوم در صنایع پیشرفته ، استفاده از آنها در دمای بالا می باشد بنابراین تلاش های بسیاری جهت رفع این نقض و تولید آلیاژهای آلومینیوم با استحکام در دمای بالا صورت گرفته است. یکی از مهم ترین دسته روش های بکار گرفته شده در این زمینه تولید کامپوزیت های زمینه آلومینیومی می باشد. بنابراین در این راستا تولید کامپوزیت های زمینه آلومینیومی با قابلیت کاربرد در دماهایی بالاتر از دمای محیط جز اولویت های صنایع نام برده شده می باشد. گزارش و شرح زیرساخت‌ها، فعالیت‌ها، و دستاوردها این پژوهش طی قراردادی فیمابین دانشگاه صنعتی اصفهان و بنیاد ملی نخبگان انجام گرفته است. بدین منظور کامپوزیت نانوساختار Al-Al3Zr با استفاده از روش آلیاژسازی مکانیکی و اکستروژن گرم تولید شد و خواص ان مورد بررسی قرار گرفت. بدین منظور ابتدا با استفاده از آسیاب سیاره ای ترکیب تری آلومیناید زیرکونیوم تولید شد. ترکیب تولید شده سپس با پودرآلومینیوم خالص مخلوط شد تا پودر کامپوزیتی Al-Al3Zr با درصد وزنی متفاوت از تقویت کننده (Al3Zr) به دست آید. سپس این پودر با استفاده از فرآیند اکستروژن گرم دردمای 550 سانتیگراد متراکم گردید و خواص قطعات حاصل مورد ارزیابی قرار گرفت. تغییرات فازی رخ داده در حین آلیاژسازی مکانیکی توسط آزمون پراش پرتو ایکس بررسی شد و ریزساختار تولید شده توسط میکروسکوپ های الکترونی روبشی و عبوری بررسی شد. خواص مکانیکی قطعات تولید شده پس از اکستروژن گرم با استفاده از آزمون کشش در دمای محیط و دمای بالا بررسی شد. انجام آزمون کشش در دمای بالا نشان داد که حضور ذرات تقویت کننده در ساختار آلومینیوم خواص مکانیکی کامپوزیت را تا دمای 300 درجه سانتیگراد حفظ می کند.در این دما در حالی که نمونه ی خالص 35% از استحکام تسلیم خود را از دست می دهد، نمونه ی کامپوزیتی استحکام تسلیم خود را تا 90% استحکام تسلیم دمای محیط حفظ می کند.