بررسی تغییر اندازه ذرات پودر نانوکامپوزیت Al/SiC تولید شده به روش آلیاژسازی مکانیکی

فرآیندهای نوین در مهندسی مواد

مقاله 5، دوره 9، شماره 1، خرداد 1394، صفحه 37-53   

نوع مقاله: علمی-پژوهشی

نویسندگان

محمدرضا دشت بیاض^{* 1}؛ محمدرضا عباسی²

¹استادیار، بخش مهندسی مکانیک، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه شهید باهنر

²کارشناس ارشد، مهندسی مکانیک - ساخت و تولید، پژوهشکده تحقیقات کشاورزی، پزشکی و صنعتی

چکیده

پودر نانوکامپوزیت زمینه آلومینیم حاوی ذرات نانومتری کاربید سیلیسیم با استفاده از آلیاژسازی مکانیکی تهیه شد. تصاویر  TEMحضور ذرات نانومتری کاربید سیلیسیم در درون نانوبلورهای آلومینیم را نشان داد. مقادیرگرایش به مرکز اندازه ذرات، شامل: مد، میانه و میانگین در شرایط مختلف آسیاب‌کاری شامل: زمان (4 الی 24 ساعت)‌ و سرعت‌ آسیاب‌کاری (200 دور بر دقیقه) و نسبت وزنی گلوله‌ها به پودر (4 الی 14) بدست آمد. بیشترین وکمترین مقدار میانگین اندازه ذرات در شرایط مختلف آسیاب‌کاری به ترتیب 62 و 14 میکرومتر بودند. حداکثر و حداقل کاهش میانگین اندازه ذرات در شرایط مختلف آسیاب‌کاری به ترتیب70 و 8 درصد بودند. دو مدل ریاضی ویبول سه عاملی (3-parameter Weibull) و کوچک‌ترین مقدار کران (Smallest extreme value) برای تبیین توزیع اندازه ذرات انتخاب گردیدند. در نهایت مشخص شد که عامل حاصل‌ضرب زمان در سرعت آسیاب‌کاری نسبت به عامل نسبت وزنی گلوله‌ها به پودر، اثر بیشتری بر کاهش میانگین اندازه ذرات دارد.

کلیدواژه‌ها

نانوکامپوزیت زمینه آلومینیم؛ آلیاژسازی مکانیکی؛ اندازه ذرات؛ شرایط آسیاب‌کاری

مراجع

[1]    G. S. Upadhyaya, “Powder Metallurgy Technology”, Cambridge International Science Publishing, Cambridge, pp. 1-3, 2002.

 [2]    M. G. Randall, “Powder Metallurgy Science”, Metal Powder Industries Federation, Princeton, pp. 1-50, 1984.

 [3]    W. B. Eisen, B. L. Ferguson, R. M. German, R. Iacocca, P. W. Lee, D. Madan, K. Moyer, H. Sanderow & Y. Trudel, “ASM Handbook Powder Metal Technologies and Applications”, , ASM International, Vol. 7, p. 209, 1998.

 [4]    C. Suryanarayana, Non-equilibrium Processing of Materials, pp. 49-88, Elsevier Science, Oxford, 1999.

 [5]    C. Suryanarayana & N. Al-Aqeeli, “Mechanically Alloyed Nanocomposites”, Progress in Materials Science, Vol. 58, pp. 383-502, 2013.

 [6]    S. A. Khadem, S. Nategh & H. Yoozbashizadeh, “Structural and Morphological Evaluation of Al–5 vol.%SiC Nanocompositepowder Produced by Mechanical Milling”, Journal of Alloys and Compounds, Vol. 509, pp. 2221-2226, 2011.

 [7]    J. M. Arsuaga, A. Sotto, G. del Rosario, A. Martínez, S. Molina, S. B. Teli & J. de Abajo, “Influence of the Type, Size, and Distribution of Metal Oxide Particles on the Properties of Nanocomposite Ultrafiltration Membranes”, Journal of Membrane Science, Vol. 428, pp. 131-141, 2013.

 [8]    N. G. Stanley-Wood & R. W. Lines, Particle Size Analysis, Royal Society of Chemistry, Cambridge, pp. 1-13, 1992.

 [9]    S. Sivasankaran, K. Sivaprasad, R. Narayanasamy & V. K. Iyer, “An Investigation on Flowability and Compressibility of AA 6061_100−x-xwt.% TiO₂ Micro and Nanocomposite Powder Prepared by Blending and Mechanical Alloying“, Powder Technology, Vol. 201, pp. 70-82, 2010.

 [10]  J. L. Shi & J. D. Zhang, “Compaction and Sintering Behavior of Bimodal Alumina Powder Suspensions by Pressure Filtration”, Journal of the American Ceramic Society, Vol. 83, pp. 737–742, 2000.

 [11]   م. ر. دشت بیاض و م. ر. عباسی، " مدل سازی آماری فرایند تولید ذرات نانوکامپوزیت پایه آلومینیم تقویت شده با ذراتSiC  به روش آلیاژسازی مکانیکی"، مجله مدل سازی در مهندسی، دوره 10, شماره 29، ص. 45-55، 1391.

 [12]  A. Shokuhfar, M.R. Dashtbayazi, M. R. Alinejad & T. Shokuhfar, “Characterization of Al/SiC Nanocomposite Prepared by Mechanical Alloying Method”, Materials Science Forum, Vol. 553, pp. 257-265, 2007.

 [13]  D. Maurice & T. H. Courtney, “Modeling of Mechanical Alloying: Part I. Deformation, Coalescence, and Fragmentation Mechanisms” Metallurgical and Materials Transactions, Vol. 25A, pp. 147-158, 1994.

 [14]  D. C. Montgomery & G. C. Runger, Applied Statistics and Probability for Engineers, John Wiley & Sons, New York, 3rd ed, PP. 259, 2002.

 [15]  K. Zaven & J. D. Edward, Handbook of Fitting Statistical Distributions with R, CRC Press, New York, PP. 416, 2010.

 [16]  K. Krishnamoorthy, “Handbook of Statistical Distributions with Applications”, Chapman & Hall/CRC, New York, pp. 263-267, 2006.

 [17]  C. Suryanarayana, “Mechanical Alloying and Milling”, Marcel Dekker, Orlando, New York, pp. 32-39, 2004.