عنوان پایان‌نامه

بهینه سازی و بررسی خواص کامژوزیت های تابعی آلومینیم - کاربید بور تولید شده از روش ته نشینی ثقلی



    دانشجو در تاریخ ۳۰ دی ۱۳۹۱ ، به راهنمایی ، پایان نامه با عنوان "بهینه سازی و بررسی خواص کامژوزیت های تابعی آلومینیم - کاربید بور تولید شده از روش ته نشینی ثقلی" را دفاع نموده است.


    محل دفاع
    کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: TN 1008;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 57854
    تاریخ دفاع
    ۳۰ دی ۱۳۹۱
    استاد راهنما
    فرشاد اخلاقی

    در این پژوهش کامپوزیت های تابعی Al-B4C برای اولین بار به روش ته نشنینی ثقلی تولید شدند. جهت دستیابی به شرایط بهینه برای تولید این نوع کامپوزیت ها، ابتدا سرعت های ته نشینی ذرات Al6061 و B4C در یک سیال پلیمری به صورت جداگانه اندازه گیری شدند. سیال پلیمری از انحلال پلیمر Polymethyl methacrylate در تولوئن به دست آمد. نتایج حاصل با سرعت های استوکس مقایسه شدند و توسط نرم افزار SPSS رابطه ی میان سرعت های ته نشینی و سرعت استوکس به دست آمد. نمونه های کامپوزیتی با اندازه های مختلفی از ذرات پودری آلومینیم 6061 و کاربید بور ساخته شده و عملیات چسب سوزی، متراکم سازی و سینترینگ بر روی آن ها انجام گرفت. جهت مشاهده ی نحوه ی توزیع ذرات B4C در زمینه کامپوزیت ها و بررسی خواص فیزیکی و مکانیکی، نمونه های استوانه ای در راستای ارتفاع برش داده شده و توسط آنالیز تصویری کسر حجمی ذرات کاربید بور در راستای ارتفاع نمونه ها مورد بررسی قرار گرفت. همچنین تغییرات تخلخل و دانسیته، سختی و مقاومت به سایش نیز در همین راستا بررسی شدند و در نتیجه تولید مواد تابعی از نظر تغییرات شیبدار سختی، تخلخل و سایر خواص مورد مطالعه قرار گرفتند. نتایج نشان دادند که برای به دست آوردن توزیع شیب دار ذرات کاربید بور لازم است که اندازه پودرهای مورد استفاده به نحوی انتخاب شوند که نسبت سرعت های ته نشینی VB4C/VAl در یک دامنه مشخص تغییر کند. در نهایت مدلی ارائه شد تا بتوان با آگاهی از اندازه پودرهای تشکیل دهنده کامپوزیت، نحوه توزیع ذرات کاربید بور در زمینه آلومینیمی را پیش بینی نمود.
    Abstract
    In this study, for the first time functionally graded Al-B4C composites were produced via gravity sedimentation method. In order to optimize the production conditions of these composites, at the first step, settling rates of Al6061 and B4C powders were experimentally measured. The sedimentation liquid was prepared by dissolution of Polymethyl methacrylate polymer in toluene. The experimental results were compared to those calculated via the Stocks Law and the relation between them was found using the SPSS software. Composite samples with various size ranges of Al6061 and B4C particles were produced and subjected to binder burning out, cold pressing and sintering. In order to study the distribution of B4C particles, cylindrical shaped composites were sectioned along their height and volume fraction of B4C particles were studied by image analyzer. In addition, porosity, density, Brinell hardness and wear resistance changes of composites were studied along this section. Therefore, graded changes of hardness, porosity and other properties were investigated. The results confirmed that for obtaining a graded distribution of B4C particles, the size of particles should be selected in a way that the settling ratios of VB4C/VAl be in a certain range. Finally a model was presented to predict the distribution of B4C particles in Al-B4C composites by knowing the size of constituent particles.