تاثیر زمان آسیا کاری بر نانو ساختارهای Al - AIN تهیه شده به روش آلیاژسازی مکانیکی

امروزه آلیاژهای آلومینیوم با توجه به نسبت استحکام به وزن بالای خود در صنایع مختلف کاربرد دارند. این نوع آلیاژها به دلیل چگالی کم، استحکام بالا، مقاومت به خزش بالا و پایداری حرارتی مناسب، گسترش چشمگیری داشته اند. در تحقیق حاضر ابتدا مخلوط پودر آلومینیوم خالص با متوسط اندازه 20 میکرومتر و نیترید آلومینیوم با اندازه 1 و 50 میکرومتر برای تهیه نانوکامپوزیت AVAIN و مخلوط پودری آلومینیوم خالص و نیترید آلومینیوم با اندازه 50 میکرون برای تهیه کامپوزیت Al / AIN در مدت زمان های 5، 10، 15 و 20 ساعت آسیاب مکانیکی شدند. نمونه ها به وسیله XRD و میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM)، تحت بررسیهای ساختاری قرار گرفتند. اندازه دانه به همراه کرنش شبکه به روش ویلیامسون هال تعیین گردیدند. سپس پودرهای به دست آمده جهت تهیه نمونه های حجمی، در قالب فولادی تحت پرس سرد قرار گرفتند. در گام بعد دانسیته نمونه ها تعیین گردید و نمونه ها مورد تست های استحکام خمشی و سختی سنجی قرار گرفتند. نتایج XRD نشان میدهد که با افزایش زمان آسیاکاری، پیکها دچار پهن شدگی شده و اندازه متوسط دانه ها دچار کاهش می گردند به گونه ای که در ابتدا اندازه متوسط دانه برای نانوکامپوزیت Al - 2٫5wt . % AIN ، برابر باmm 72 بوده است که پس از 20 ساعت آسیاکاری اندازه متوسط دانه به 46 نانومتر می رسد. با کاهش اندازه متوسط دانه ها، مقدار کرنش ایجاد شده در شبکه افزایش می یابد. نتایج SEM نشان داده که پودر آلومینیوم اولیه که داکتیل و دارای مورفولوژی کروی هستند، در اثر برخوردهای شدید گلولهها، بین آنها محبوس شده و تغییر شکل میدهند و به صورت لایه ای یا ورقه ای در می آیند. ذرات AIN نیز که ترد هستند در اثر ضربات وارده، خرد شده و به ذرات ریزتری تبدیل می شوند. میانگین سختی مقیاس ویکرز نمونه ها در حدود 122 ویکرز و این مقدار برای نمونه های کامپوزیتی برابر با 117 ویکرز می باشد. این مقادیر حاکی از بالاتر بودن سختی نمونه ها است. با اضافه کردن پودر نیترید آلومینیوم به سیستم مورفولوژی پودرها کاملا تحت تاثیر قرار می گیرد. استحکام نمونه های کامپوزیتی با اندازه دانه 1 میکرون برای فاز تقویت کننده نسبت به اندازه 50 میکرون فاز تقویت کننده در کامپوزیت بیشتر است. سختی نمونه ها نیز با زمان آسیاب افزایش می یابد.

کلیدواژه ها:

آسیاکاری ، آلیاژسازی مکانیکی ، کامپوزیت Al - AIN ، استحکام مکانیکی