طراحی و ساخت دستگاه ریزنده مواد تابعی و بررسی عملکرد آن در ساخت نمونه آلومینیوم-آلومینا

هدف از این تحقیق بهینه سازی در روش ساخت مواد درجه بندی شده تابعی (FGMs) با نوآوری در ساخت دستگاهی به منظور ریزش برنامه ریزی شده تر، پیوسته و هدفمند مواد برای ساخت نمونه های مورد نیاز است. بررسی، بازبینی میکروسکوپی و مطالعه درجه بندی تابعی پیش بینی شده در نمونه های گوناگون و همچنین مطالعه اثر تغییر درصد حجمی مواد سازنده بر رفتار ریزساختاری، چگالی نسبی و ریزسختی نمونه ها از دیگر کارهای این پژوهش می باشد. نمونه های ساخته شده از ذرات آلومینیوم به عنوان زمینه و ذرات سرامیکی آلومینا به عنوان تقویت کننده، تشکیل شده اند. درجه بندی تابعی توزیع ذرات آلومینا در زمینه آلومینیوم در راستای طولی یک نمونه استوانه ای با بهره گیری از یک دستگاه مواد ریز با توانایی ریزش پیوسته و هدفمند، اعمال گردید. پس از ریزش نمونه هایی با درصد تقویت کننده 10، 15و 20 درصد حجمی درون قالب، فشارهای متفاوتی از MPa 200، MPa400و MPa500 به نمونه ها اعمال گردید و فرآیند تف جوشی در دمای 700 درجه سانتیگراد انجام پذیرفت. نتایج نشان از دقت قابل قبول دستگاه مواد ریز پس از مشاهده توزیع نهایی ذرات تقویت کننده داشت. همچنین، مشخص شد افزایش درصدحجمی آلومینا موجب کاهش چگالی نسبی و افزایش سختی ویکرز نمونه ها گردید. به طوری که، بیشترین سختی در نمونه تقویت شده با20 درصد آلومینا به میزان 8/95 (HV) مشاهده گردید. افزایش فشار تراکم نیز منجر به افزایش چگالی نسبی تا %96 گردید و همچنین، موجب سخت تر شدن نمونه ها شد. درنمونه %15 افزایش فشار تراکم از 200 به MPa500 موجب افزایش سختی تا بیش از 2 برابر شده است.