توسعه نانوکامپوزیت ریختگی درجای زمینه منیزیمی تقویت‌شده با نانوذرات اکسیدی با افزودن پودرفعال شده نانو سیلیکا به مذاب

Abstract

در این پژوهش، نانوکامپوزیت‌های زمینه منیزیمی از جنس آلیاژ AZ91C تقویت‌شده با ذرات اکسیدی، به‌ صورت درجا با افزودن 2 درصد وزنی نانوسیلیکا به شکل مخلوط پودری 50wt.%Al+50wt.%SiO2(np) فعال‌سازی شده، به‌‌روش ریخته‌گری گردابی تهیه شد. ابتدا مخلوط پودری در شمش آلیاژ منیزیم جاگذاری شده و دمای آن تا °C800 افزایش یافت. سپس دمای مذاب به °C750 کاهش یافته و در این دما به‌ مدت 15 دقیقه هم‌زده شد. در نهایت، مخلوط مذاب و جامد کامپوزیتی در دمای °C720 در قالب فلزی پیش‌گرم شده ریخته‌گری شد. برای مقایسۀ‌ نتایج، نمونه‌های شاهدی نیز تحت شرایط کاملا یکسان ریختگی شدند. بررسی‌‌های ریزساختاری و مکانیکی، بهبود ریزساختار، کاهش تخلخل و افزایش سختی، استحکام کششی و استحکام تسلیم در نمونه‌های کامپوزیتی را نشان داد. مقدار سختی، استحکام تسلیم و استحکام کششی به‌‌ترتیب از 67 برینل، 84 مگاپاسکال و 168 مگاپاسکال در نمونه‌های بدون تقویت‌کننده به 80 برینل، 120 مگاپاسکال و 230 مگاپاسگال در نمونه‌های کامپوزیتی افزایش یافت. بر اساس بررسی‌های ریزساختاری و طیف‌سنجی پراش انرژی پرتو ایکس، به‌نظر می-رسد واکنش درجای آلومینیوم، منیزیم و سیلیکا باعث ایجاد ذرات تقویت‌کننده اکسیدی از جنس Al2O3 ، MgAl2O4 و MgO در زمینه شده است.