بررسي خواص فيزيكي و سطحي نانوكامپوزيت Al/SiCpتوليد شده به‌ روش متالورژي پودر در دماي بالا

Investigating the physical and surface properties at high temperature of the Al/SiC nanocomposite produced by powder metallurgy

در اين پژوهش اثر دما و كسر حجمي تقويت‌كننده بر رفتار سايشي نانو كامپوزيت Al/x vol% SiCp (x=0, 1, 3, 5) بررسي شده است. نتايج نشان داد افزودن ذرات تقويت‌كننده موجب بالا رفتن دماي انتقال به سايش شديد نمونه‌ها مي‌شود، به‌گونه‌اي كه براي آلومينيم تقويت نشده، دماي انتقال به سايش شديد 125 درجه سانتي‌گراد، براي كامپوزيتAl 1%SiC  150 درجه سانتي‌گراد و براي نمونه‌هاي Al 3%SiC و ,Al 5%SiC 175 درجه سانتي‌گراد بود. بررسي‌ها نشان داد كه نمونه‌هاي كامپوزيتي در مقايسه با آلومينيم تقويت‌ نشده داراي نرخ سايش و ضريب اصطكاك كمتري بوده و با افزايش كسرحجمي نانو‌ذرات SiC، مقاومت به سايش بهبود يافته است. بررسي تصاوير FESEM از سطح نمونه‌هاي ساييده شده در دماهاي مختلف نشان داد نوع سايش در منطقه سايش ملايم براي تمامي نمونه‌ها از نوع خراشان بوده كه با افزايش دما و ورود سايش به منطقه سايش شديد، نوع سايش تمامي نمونه‌ها به‌جز نمونه Al 5%SiC چسبان است، ولي نمونه Al 5%SiC هنوز داراي سايش خراشان است كه نشان از اثر مثبت فاز تقويت‌كننده دارد.

In this research the effect of temperature and volume fraction of reinforcement on wear behavior of the Al/x vol% SiCp (x=0, 1, 3, 5) nanocomposite was investigated. Results revealed that addition of reinforcement particles increases transition to severe wear temperature of the sles, so that the temperature of transition to severe wear for the un reinforced aluminum, Al 1%SiC, and Al 3%SiC and Al 5%SiC sles is 125°C, 150°C, and 175°C, respectively. Also, the composite sles showed lower wear rate and friction coefficient compared to the un enforced aluminum, and with increase of volume fraction of SiC particles, wear resistance of the sles was improved. FESEM images from the surface of the sles worn at different temperatures revealed that wear mechanism in the mild wear area of all sles is the abrasive mode, but with increase of temperature and transition to severe wear area, wear mechanism of all sles except Al 5%SiC is the adhesive mode. The Al 5%SiC sle still shows the abrasive mode, which indicates the positive effect of the reinforcement phase.