بررسي ريز ساختار كامپوزيت هاي زمينه آلومينيوم با فاز تقويت كننده نانو منيزيا توليد شده به روش اختلاط مستقيم

Investigation on Microstructure of Nano MgO Reinforced Aluminum Matrix Composites Produced by Direct Incorporation Technique

كامپوزيت هاي زمينه آلومينيوم با فاز تقويت كننده نانو منيزيا به دليل دارا بودن خواص مطلوبي نظير استحكام و مقاومت حرارتي در دماي بالا، در صنايع خاص مورد توجه قرار گرفته اند. در اين پژوهش، علاوه بر روش بررسي پارامترهاي مهم و موثر دما و درصد حجمي فاز تقويت كننده، به كارگيري روش فويل آلومينيوم (در جهت بهبود مشكلات موجود در فرآيند توليد) و هم چنين استفاده از ذرات منيزيا در مقياس نانو را مي توان به عنوان نوآوري هاي مقاله حاضر ياد كرد. كامپوزيت زمينه آلومينيوم با فاز تقويت كننده نانو منيزيا با استفاده از روش گردابي (اختلاط مستقيم) تهيه گرديد. نانو ذرات منيزيا به قطر 80-60 نانومتر با استفاده از اين روش به آلياژ Al-356 مذاب افزوده شده و پس از هم زدن به مدت 13 دقيقه، مخلوط مذاب حاصله در قالب فلزي ريخته گري شد. تاثير پارامترهاي درصد حجمي نانو ذرات منيزيا شامل 5/1، 5/2 و 5 درصد در دماهاي مختلف ذوب ريزي شامل 800، 850 و °C950، بر ريزساختار كامپوزيت طي 9 حالت متفاوت مورد بررسي قرار گرفت. نتايج حاصله، نشان دهنده توزيع يكنواخت و مناسب نانو ذرات منيزيا در تمامي نمونه ها مي باشد. هم چنين با وجود آگلومره هاي منيزيا در ساختار، توزيع آن ها به صورت همگن مي باشد.

Aluminum matrix composites reinforced with nano MgO have been considered in specific industries due to its favorable properties such as strength and resistance to high temperatures. In this study, in addition to investigate the most effective parameters such as temperature and volume percent of reinforcement phase, aluminum foil method (in order to improve the existing problems in the production process) and use of MgO particles in nano scale can be as innovation in this paper. Al-nano MgO composites were manufactured via Vortex method. In order to produce these composites, MgO nanoparticles with 60-80 nanometer diameter and A356 Al alloy were used as reinforcement and matrix, respectively. The molten composites were stirred for 13 minutes, and then cast into a metallic mold. The effects of MgO volume percent with 1.5, 2.5 and 5 %, and casting temperature (various temperatures, 800, 850 and 950 ?C) on microstructure of composites were investigated. The results revealed a homogenous distribution of MgO nanoparticles within the metal matrix. Although, MgO agglomerates are observed within the matrix, they are distributed homogenously.