بررسی ریزساختار و خواص کششی نانوکامپوزیتهای Al5083-TiB2 تولیدشده به روش ریختهگری گردابی

در تحقیق حاضر، تأثیر افزودن نانوذرات دی‌بورید تیتانیم (TiB2) بر ریزساختار و خواص کششی کامپوزیت زمینه آلومینیوم 5083 مورد مطالعه قرار گرفت. کامپوزیت‌های Al5083-TiB2 (با 5 و 10 درصد وزنی تقویت‌کننده) به همراه افزودنی‌های زیرکونیم (Zr) و اکسید سریم (CeO2) با درصد‌های مختلف وزنی به روش ریخته‌گری گردابی در دمای C°1000 تحت فرآیند درجا تولید شدند. سپس نمونه‌ها به‌منظور توزیع یکنواخت تقویت‌کننده‌ها در زمینه تحت فرآیند اکستروژن گرم قرار گرفتند. نانوذرات TiB2 مورد استفاده در این تحقیق با روش درجا بوسیله پیش مواد کریولیت (Na3AlF6) و اکسید تیتانیم (TiO2) و پتاسیم تترا فلورو بوراید (KBF4) در مذاب آلومینیوم فرآوری شد. به‌منظور بررسی ریزساختار، سطوح و مکانیزم شکست نمونه‌ها از آنالیز پراش اشعه ایکس (XRD)، میکروسکوپ نوری (OM) و میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) استفاده شد. نتایج آزمون کشش نشان داد افزودن 10 درصد وزنی ذرات TiB2 وزنی باعث افزایش 7/17 درصدی استحکام کششی نهایی و کاهش 2/19 درصدی کرنش نسبت به نمونه بدون تقویت‌کننده می‌شود. همچنین، افزودن Zr و CeO2 به علت حذف ترکیب فلزی Al3Ti و مکانیزم عدم تطابق (ضرایب) انبساط حرارتی با زمینه باعث افزایش 8/35 درصدی استحکام و 6/78 درصدی کرنش نمونه حاوی 10 درصد تقویت‌کننده نسبت به نمونه بدون تقویت‌کننده شد. همچنین آنیل کردن بعد از مرحله اکستروژن در نمونه حاوی 10 درصد وزنی TiB2 باعث کاهش استحکام کششی شد.