كليدواژه :
نورد تجمعي , آلياژ آلومينيوم 2024 , گرافن اكسيد , خواص مكانيكي
چكيده فارسي :
كامپوزيت زمينه آلومينيوم به دليل خواصي مانند چگالي كم، هدايت الكتريكي و حرارتي مناسب، مدول الاستيك و استحكام ويژه بالا، مقاومت در برابر سايش خوب و مقاومت در برابر خوردگي بالايكي از موضوعات جذاب در حوزه كامپوزيت‌هاي زمينه فلزي بوده و در صنايعي نظير هوافضا، خودروسازي، دريايي، نظامي، الكترونيك و غيره كاربرد دارد. در ميان اين كامپوزيت‌ها، كامپوزيت زمينه آلومينيومي تقويت شده با گرافن به دليل تاثير گرافن بر استحكام و مدول يانگ و همچنين بهبود قابل توجه در خواص سايشي از توجه بيشتري برخوردار بوده است. براي تهيه كامپوزيت‌هاي زمينه فلز-ذرات، روش‌هاي مختلفي وجود دارد، مانند متالورژي پودر، ريخته‌گري، اسپري و غيره. كنترل نامناسب برخي از پارامترهاي فرآيند در اين تكنيك‌ها معمولا باعث توليد كامپوزيت‌هايي با عيوب مختلف از جمله تخلخل، پيوند ضعيف بين تقويت‌كننده و زمينه، توزيع غيريكنواخت ذرات و ايجاد مناطق بدون تقويت‌كننده مي‌شود كه در مجموع خواص مكانيكي پاييني را به همراه دارند. بنابراين، برخي از روش هاي مكانيكي ثانويه براي بهبود خواص مكانيكي كامپوزيت‌هاي زمينه فلزي ضروري است. فرايند نورد تجمعي(ARB) نوعي تغيير شكل شديد پلاستيكي (SPD) است كه شامل چرخه هاي متعدد آماده سازي سطح، انباشتن، نورد (كاهش 50 درصدي ضخامت) و برش نوارهاي فلزي است. قبل از هر چرخه ARB، سطوح نوارهاي آنيل شده آماده سازي مي‌شود. اين آماده سازي شامل مسواك زدن سيمي با برس فولادي ضد زنگ به منظور حذف لايه اكسيدي ناشي از بازپخت و افزايش اصطكاك بين نوارها مي‌باشد كه به دنبال آن حمام الكل و استون به منظور تمييز كردن و حذف چربي‌ها انجام مي‌شود. درفرآيند نورد تجمعي كامپوزيت آلومينيوم-گرافن، ورق هاي پوشش يافته با گرافن روي هم چيده مي‌شوند. هدف اصلي ARB دستيابي به يك فلز بسيار ريز دانه با خواص مكانيكي بالا است. انتظار مي‌رود با افزايش تعداد پاس هاي فرآيندARB، توزيع و پيوند گرافن با زمينه آلومينيومي افزايش يابد. در اين تحقيق به دنبال توزيع مناسب تر گرافن در زمينه و خواص مكانيكي بالاتر ورق هاي كامپوزيتي هستيم. از اين رو براي كاهش اگلومره هاي گرافن از تلفيق روش اختلاط در سطح مولكولي و نورد تجمعي استفاده خواهد شد. به نظر مي رسد علاوه بر توزيع مناسب‌تر گرافن در زمينه، فصل مشترك گرافن و زمينه فلزي نيز با استفاده از اين روش تقويت خواهد شد و در نتيجه خواص مكانيكي و ريزساختاري در كامپوزيت بهبود خواهند يافت.
چكيده لاتين :
Aluminum-based composite due to properties such as low density, suitable electrical and thermal conductivity, Elastic modulus and high specific strength, Good wear resistance and high corrosion resistance It is one of the interesting topics in the field of metal composites. in similar industries Aerospace, automobile manufacturing, marine, Military, Electronic and Etc It is applicable. Among these composites, Aluminum matrix composite reinforced with graphene Due to Effect of graphene on strength and Young s modulus As well as a significant improvement in wear properties has received more attention. To prepare metal-particle matrix composites, There are different methods. such as powder metallurgy, Casting, Spray and Etc. Improper control of some process parameters In these techniques It usually causes the production of composites with various defects Including porosity, weak coupling between the reinforcer and the context, Non-uniform distribution of particles and creating areas without reinforcement which generally have low mechanical properties. So, Some secondary mechanical methods It is necessary to improve the mechanical properties of metal matrix composites. accumulative rolling process (ARB) It is a form of severe plastic deformation (SPD).which includes multiple cycles of surface preparation, pile up Rolling (50% thickness reduction) and cutting metal strips. Before each ARB cycle, The surfaces of the annealed strips are prepared. This preparation includes Wire brushing with a stainless brush In order to remove the oxide layer caused by annealing and increase the friction between the strips followed by an alcohol and acetone bath to clean And the removal of fats is done. In the cumulative rolling process of aluminum-graphene composite, Graphene-coated sheets are stacked on top of each other. The main goal of ARB is to obtain a very fine-grained metal with high mechanical properties. It is expected that by increasing the number of ARB process passes, To increase the distribution and bonding of graphene with aluminum substrate. In this research, looking for a more appropriate distribution of graphene in the field And We have higher mechanical properties of composite sheets. Therefore, to reduce graphene agglomerates From the combination of the mixing method at the molecular level and cumulative rolling will be used. It seems that in addition to a more suitable distribution of graphene in the field, The interface between graphene and the metal substrate will also be strengthened using this method And as a result, the mechanical and microstructural properties of the composite will be improved.
