بررسی ریزساختار وخواص مکانیکی کامپوزیت لوله ای زمینه آلومینیوم تقویت شده با الیاف کربن و شیشه

در این پژوهش، کامپوزیت های زمینه آلومینیومی با الیاف پیوسته کربن و شیشه با استفاده از آلیاژ آلومینیومی 356A به عنوان زمینه و الیاف کربن 300T و الیاف شیشه E-glassبه عنوان تقویت کننده طی فرآیند ریخته گری کوبشی تولید شدند. بدین منظور ابتدا الیاف کربن، با استفاده از روش الکترولس، به وسیله ی لایه ای از نیکل - فسفر پوشش دهی گردید. سپس لوله ی آلیاژی آلومینیوم 356A و لوله های کامپوزیتی با 30 درصد وزنی الیاف کربن پوشش دهی شده و بدون پوشش و 30، 40، 50 و 60 درصد وزنی الیاف شیشه در فشار 75 مگاپاسکال و دمای 500 درجه سانتی گراد ریخته گری شدند و پس از فرآیند ریخته-گری، ریزساختار نمونه های کامپوزیتی و خواص مکانیکی آن مورد بررسی قرار گرفتند. پوشش نیکل - فسفر بر روی الیاف کربن تاثیر بسزایی در ترشوندگی الیاف کربن با مذاب آلومینیومی و درنتیجه نفوذ بهتر مذاب آلومینیوم درون الیاف کربن داشت. سختی لوله های کامپوزیتی با 50 درصد وزنی الیاف شیشه حدودا به 2 برابر لوله آلیاژی بود و چگالی با افزایش درصد وزنی الیاف تا 5/9 درصد کاهش پیدا کرد. بالاترین استحکام خمشی، Mpa 82/340 و مربوط به لوله ی کامپوزیتی تقویت شده با 40 درصد وزنی الیاف شیشه بود. استحکام کششی لوله ی کامپوزیتی با 30 درصد وزنی الیاف کربن با افزایش 76 درصدی نسبت به لوله آلیاژی، بیشترین استحکام کششی را داشت. مکانیزم غالب در شکست لوله ی کامپوزیتی تقویت شده با الیاف کربن، خروج الیاف و در شکست لوله های کامپوزیتی تقویت شده با الیاف شیشه، برش الیاف بود.