بررسی رفتار سایشی و مکانیکی نانوکامپوزیت هیبریدی آلومینیوم A380 تقویت شده با نانوصفحات گرافن و نانوذرات SiC

مهندسی متالورژی و مواد

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده، انتشار آنلاین از تاریخ 21 اردیبهشت 1404   

نوع مقاله: علمی و پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/jmme.2025.86140.1138

نویسنده

محمد علی پور^*

گروه مهندسی مواد- دانشکده مکانیک-دانشگاه تبریز- تبریز-ایران

چکیده

هدف از این تحقیق بررسی ریزساختار و رفتار سایشی نانوکامپوزیت آلیاژ آلومینیوم AlA380 تقویت شده با نانوصفحات گرافن (GNPs) و نانوذرات SiC تولید شده به روش آسیاب گلوله‌ای و کوره تف جوشی پلاسمای جرقه‌ای (SPS) است. درصد نانوذرات SiC ثابت و درصد نانوصفحات گرافن متغییر در نظر گرفته شد. نانوصفحات گرافن با درصدهای 0.25، 0.5، 0.75 و 1 درصد وزنی و نانوذرات SiC در 0.5 درصد وزنی به نانوکامپوزیت اضافه شدند. وجود GNP های پراکنده با سطح ویژه بالا به طور قابل توجهی استحکام و سختی کامپوزیت ها را افزایش می دهد. مطالعات ریزساختاری آلیاژ نشان داد که افزودن GNPs تا 0.5 درصد وزنی اندازه دانه را کاهش می‌دهد، اما افزودن مقدار GNP بیشتر (1 درصد وزنی GNPs) اندازه دانه را به‌طور قابل‌توجهی تغییر نمی‌دهد. در مقادیر بالاتر GNP، وجود آگلومره گرافن در مرزهای دانه‌ها مسیر مطلوبی برای رشد ترک است. مقدار بهینه نانوصفحات 0.5 درصد وزنی بدست آمد. مقاومت در برابر سایش نانوکامپوزیت های تولید شده نسبت به نمونه پایه بیشتر بوده و کاهش وزن نمونه پایه نسبت به نمونه بهینه 3 برابر می باشد. ضریب اصطکاک به دلیل ماهیت خود روان کننده گرافن برای نمونه پایه و نانوکامپوزیت حاوی 0.5 درصد وزنی گرافن به ترتیب برابر است با 0.689 و 0.455 که نشان دهنده کاهش ضریب اصطکاک می باشد. همچنین سختی نمونه ها از 105 ویکرز برای نمونه پایه به 175 ویکرز برای نموه حاوی 0.5 درصد وزنی گرافن افزایش می یابد.

کلیدواژه‌ها

نانوکامپوزیت زمینه آلومینیوم؛ رفتار سایشی؛ خواص مکانیکی؛ ریزساختار؛ گرافن؛ کاربید سیلسیم

مراجع