بررسی ریزساختار و خواص مکانیکی نانوکامپوزیت ریختگی آلومینیوم 7068 تقویت شده با نانو صفحات گرافن

در این تحقیق، خواص مکانیکی و ریزساختار نانوکامپوزیت آلومینیوم 7068 تقویت شده با 0.1، 0.3، 0.5، 0.7 و 1 درصد وزنی نانو صفحات گرافن تولید شده به روش ریخته گری گردابی با کمک حباب زائی مافوق صوت بررسی شد. جهت اختلاط مناسب آلیاژ و نانو صفحات گرافن، از دستگاه مافوق صوت با توان بالا مجهز به سیستم خنک کننده مورد استفاده قرار گرفت. همچنین برای مطالعات ریزساختاری، میکروسکوپ الکترونی روبشی بکار گرفته شد. مطالعات ریزساختاری نانوکامپوزیت نشان داد که حضور نانو صفحات گرافن پراکنده باعث کاهش اندازه دانه شده، اما در درصدهای بالای این نانوذرات (1 درصد وزنی)، کاهش محسوسی در اندازه دانه ایجاد نمی شود. همچنین حضور نانوذرات و کاهش اندازه دانه، افزایش چشمگیر استحکام کششی نانوکامپوزیت را به همراه دارند. البته در درصدهای بالای نانو صفحات گرافن (1 درصد وزنی)، این نانو مواد در مرزدانه ها کلوخه ای شده و باعث کاهش استحکام کامپوزیت شدند. استجکام کششی نانوکامپوزیت قبل و بعد از فرآیند اکستروژن از 212 مگاپاسکال به 374 مگاپاسکال افزایش می یابد. با افزودن 0.5 درصد وزنی گرافن و اعمال فرآیند اکستروژن، 76 درصد بهبود خواص استحکامی نسبت به آلیاژ پایه بدون فاز تقویت کننده بدست آمد.