بررسی ریزساختار و خواص کششی نانوکامپوزیت های Al۵۰۸۳-TiB۲ تولیدشده به روش ریخته گری گردابی

در پژوهش حاضر، تاثیر افزودن نانوذرات دی بورید تیتانیم (TiB۲) بر ریزساختار و خواص کششی کامپوزیت زمینه آلومینیوم ۵۰۸۳ مطالعه و بررسی شد. کامپوزیت هایAl۵۰۸۳-TiB۲  (با ۵ و ۱۰ درصد وزنی تقویت کننده)، همراه با افزودنی های زیرکونیم (Zr) و اکسید سریم (CeO۲)، با درصد های مختلف وزنی و به روش ریخته گری گردابی، در دمای ۱۰۰۰ درجه سلسیوس، تحت فرایند درجا تولید شدند. سپس نمونه ها، به منظور توزیع یکنواخت تقویت کننده ها در زمینه، تحت فرایند اکستروژن گرم قرار گرفتند. نانوذرات TiB۲ مورد استفاده در این پژوهش، با روش درجا، به وسیله پیش ماده های کریولیت (Na۳AlF۶)، اکسید تیتانیم (TiO۲) و پتاسیم تترا فلورو بوراید (KBF۴)، در مذاب آلومینیوم فراوری شد. به منظور بررسی ریزساختار، سطوح و سازوکار شکست نمونه ها، از آنالیز پراش پرتو ایکس (XRD)، میکروسکوپ نوری (OM) و میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) استفاده شد. نتایج آزمون کشش نشان داد که افزودن ۱۰ درصد وزنی ذرات TiB۲، در مقایسه با نمونه بدون تقویت کننده، باعث افزایش ۷/۱۷ درصدی استحکام کششی نهایی و کاهش ۲/۱۹ درصدی کرنش می شود. همچنین، افزودن Zr و CeO۲، به علت حذف ترکیب بین فلزی Al۳Ti و سازوکار عدم تطابق (ضرایب) انبساط حرارتی با زمینه، در مقایسه با نمونه بدون تقویت کننده، باعث افزایش ۸/۳۵ درصد استحکام و ۷۸ درصد کرنش نمونه حاوی ۱۰ درصد تقویت کننده شد. همچنین، آنیل کردن، بعد از مرحله اکستروژن، در نمونه حاوی ۱۰ درصد وزنی TiB۲، باعث کاهش استحکام کششی شد.