ساخت لايه هاي نانو كامپوزيتي مس/سيليسيم كاربايد توسط فراوري اغتشاشي اصطكاكي چند پاسه

Fabrication of Cu/SiC nano-composite layers by multi pass friction stir proseccing (MFSP)

فرآوري اغتشاشي اصطكاكي يك تكنولوژي حالت جامد جديد براي توليد لايه هاي نانو كامپوزيتي مي باشد. در اين مطالعه فراوري اغتشاشي اصطكاكي براي اصلاح ريزساختار و خواص مكانيكي مس خالص توسط توزيع در جاي ذرات نانو سايز سيليسيم كاربايد استفاده شده است. سپس فراوري اغتشاشي اصطكاكي با پاس هاي بيشتر (4 پاس) بر روي منطقه كامپوزيتي توليد شده براي به دست آوردن توزيع بهتر ذرات سيليسيم كاربايد، اندازه دانه هاي ريزتر و در نتيجه بهبود خواص مكانيكي اعمال شد. ميكروسكوپ نوري و روبشي الكتروني براي ارزيابي خواص ريز ساختاري نانو كامپوزيت مورد استفاده قرار گرفت. نتايج نشان مي دهد كه با افزايش تعداد پاس به طور قابل توجهي ذرات سيليسيم كاربايد در منطقه اغتشاشي بهبود مي يابد كه منجر به افزايش اثر پينينگ ذرات سيليسيم كاربايد . كاهش شديد اندازه دانه تا حدود 90 نانو متر گرديد. در اثر اين تغيير ميكروساختاري خواص مكانيكي لايه هاي نانو كامپوزيتي نيز افزايش قابل توجهي نسبت به نمونه هاي توليدي با فراوري اغتشاشي اصطكاكي 1 پاسه يافت.

Friction stir processing is a novel metal working technique to production of nano-composite layers. In this research FSP is used for modification of the microstructural and the mechanical properties of the pure copper by in-situ dispersion of the hard nano-sized SiC particles. Then four-pass FSP are applied into the fabricated nano-composite layer to obtain the good dispersion of SiC particles, smaller size of grain and consequently improvement of mechanical properties of this layer. The optical microscopy and scanning electron microscopy are used for microstructural evaluation. Results show that increase in number of FSP pass appreciably enhances the dispersion of the SiC particles in the stir zone leading to higher pinning effect of SiC particles and reduction of grain size (about 80 nm) in the this zone. As a result of this microstructural modification, the mechanical properties of this layer improved significantly compared to that one fabricated by 1- pass FSP.