بررسی ریزساختار و خواص مکانیکی آلیاژ آلومینیوم A356 به روش کامپوکستینگ

آلیاژ آلومینیوم A356 به دلیل وزن کم، قابلیت ریخته گری مناسب، مقاومت مطلوب در برابر خوردگی و برخورداری از نسبت استحکام به وزن قابل قبول، در صنایع خودروسازی، هوافضا و ساخت قطعات صنعتی کاربرد گسترده ای دارد. با وجود این مزایا، سختی و مقاومت سایشی محدود آلیاژ می تواند استفاده از آن را در بعضی شرایط کاری دشوار کند. یکی از روش های موثر برای رفع این محدودیت، تولید کامپوزیت زمینه آلومینیومی با استفاده از ذرات سرامیکی است. در پژوهش حاضر، تاثیر فرایند کامپوکستینگ و افزودن ذرات آلومینا بر ریزساختار، سختی، استحکام فشاری و انرژی شکست این آلیاژ بررسی شده است.

چرا بهبود خواص مکانیکی آلیاژهای آلومینیوم اهمیت دارد؟

آلیاژهای آلومینیوم به دلیل وزن مخصوص کم، هدایت حرارتی و الکتریکی مناسب، مقاومت در برابر خوردگی و قابلیت شکل پذیری، جایگاه مهمی در صنایع مختلف دارند. استفاده از این مواد باعث کاهش وزن قطعات، کاهش مصرف انرژی و افزایش بازده تجهیزات می شود. با این حال، آلومینیوم و برخی آلیاژهای آن در دماهای بالا بخشی از استحکام خود را از دست می دهند و معمولا سختی و مقاومت سایشی کمتری نسبت به فولادها دارند. این ویژگی می تواند استفاده از آنها را در قطعات تحت فشار، ضربه یا سایش محدود کند. به همین دلیل، اصلاح ساختار، عملیات حرارتی و کامپوزیت سازی به عنوان روش هایی برای افزایش سختی، استحکام و دوام آلیاژهای آلومینیوم مورد توجه قرار گرفته اند.

یکی از روش های موثر برای افزایش عملکرد مکانیکی، افزودن ذرات سرامیکی مانند آلومینا و کاربید سیلیسیم به زمینه آلومینیومی است. این ذرات دارای سختی و پایداری حرارتی بالایی هستند و می توانند حرکت نابجایی ها را محدود کنند. کامپوزیت های زمینه آلومینیومی تقویت شده با ذرات سرامیکی، در تولید پیستون، سرسیلندر، شاتون، پوسته تجهیزات و قطعات هوافضایی کاربرد دارند. در این قطعات، علاوه بر وزن کم، مقاومت سایشی، سختی و تحمل بار اهمیت زیادی دارد. برای آشنایی با گریدهای صنعتی می توانید صفحه محصولات آلومینیوم آلیاژی گلپا ذوب را بررسی کنید.

کامپوکستینگ چیست و چه تاثیری بر آلیاژ آلومینیوم A356 دارد؟

تولید کامپوزیت های زمینه فلزی در حالت مذاب، با توجه به دمای افزودن ذرات تقویت کننده، به دو روش کلی انجام می شود. در روش مایع، ذرات در دمایی بالاتر از دمای لیکوئیدوس به مذاب افزوده می شوند. در مقابل، در روش نیمه جامد، ذرات در محدوده دوفازی جامد و مایع وارد دوغاب می شوند. این روش با عنوان کامپوکستینگ شناخته می شود. ویسکوزیته بیشتر دوغاب نیمه جامد، حرکت و ته نشینی ذرات را محدود کرده و امکان توزیع بهتر آنها را فراهم می کند. هم زدن مکانیکی نیز ساختار دندریتی را شکسته و دانه های ریزتر و یکنواخت تری ایجاد می کند.

تفاوت کامپوکستینگ با ریخته گری در حالت مایع

در ریخته گری کاملا مایع، پایین بودن ویسکوزیته مذاب می تواند باعث ته نشینی، شناوری یا تجمع ذرات سرامیکی شود. دمای بالاتر فرایند نیز احتمال جذب گاز، اکسید شدن سطح مذاب و ایجاد تخلخل را افزایش می دهد. در روش کامپوکستینگ، بخشی از آلیاژ در حالت جامد و بخش دیگر در حالت مایع قرار دارد. این شرایط باعث افزایش ویسکوزیته شده و ذرات را بهتر در حجم دوغاب نگه می دارد.

علاوه بر این، همزن مکانیکی تنش برشی مناسبی ایجاد می کند و بازوهای دندریتی را می شکند. قطعات جدا شده از دندریت ها می توانند به عنوان مراکز جدید جوانه زنی عمل کرده و اندازه دانه ها را کاهش دهند. بنابراین کامپوکستینگ به طور هم زمان موجب اصلاح ساختار زمینه و توزیع ذرات تقویت کننده می شود.

نقش ذرات آلومینا در کامپوزیت زمینه آلومینیومی

آلومینا یکی از پرکاربردترین مواد سرامیکی برای تقویت آلیاژهای آلومینیوم است. سختی بالا، مقاومت سایشی مناسب و پایداری حرارتی از مهم ترین مزایای این ماده محسوب می شوند. ذرات آلومینا با قرار گرفتن در زمینه آلومینیومی، فاصله آزاد حرکت نابجایی ها را کاهش داده و تغییر شکل پلاستیک را دشوارتر می کنند. این ذرات همچنین می توانند از حرکت مرزدانه ها و رشد دانه های آلومینیوم جلوگیری کنند. در صورتی که آلومینا به صورت یکنواخت در زمینه توزیع شود و پیوند مناسبی با آلیاژ ایجاد کند، انتقال بار از زمینه به ذرات تقویت کننده بهتر انجام می شود. در مقابل، تجمع ذرات می تواند تمرکز تنش، تخلخل و کاهش چقرمگی را به دنبال داشته باشد.

مطالعات پیشین درباره کامپوزیت A356 و آلومینا

پژوهش های مختلف نشان داده اند که نحوه تزریق، سرعت هم زدن، مقدار ذرات و عملیات حرارتی آلومینا تاثیر زیادی بر کیفیت کامپوزیت نهایی دارند. عزت پور و همکاران، کامپوزیت زمینه آلومینیومی A356 تقویت شده با ذرات آلومینا را به روش ریخته گری تولید کردند. در این مطالعه، تزریق ذرات با استفاده از گاز خنثی و هم زدن مذاب به عنوان دو عامل مهم در توزیع تقویت کننده معرفی شدند. سرعت هم زدن برابر با 300 دور بر دقیقه در نظر گرفته شد و درصدهای مختلفی از ذرات آلومینا به مذاب افزوده شدند. تصاویر میکروسکوپی نشان دادند که ذرات در بیشتر نواحی به صورت مناسب توزیع شده اند، هرچند در بعضی مناطق تجمع موضعی نیز وجود داشت.

تاثیر درصد آلومینا و سرعت هم زدن

در مطالعات پیشین مشاهده شد که افزایش مقدار آلومینا می تواند اندازه دانه های زمینه آلومینیومی را کاهش دهد؛ زیرا ذرات سرامیکی به عنوان محل جوانه زنی عمل می کنند. در نمونه دارای 5 درصد وزنی آلومینا، میزان تجمع ذرات محدود بود، اما با افزایش مقدار تقویت کننده به 7 درصد وزنی، تجمع ذرات بیشتر شد. این نتیجه نشان می دهد که افزایش درصد آلومینا همیشه به معنای بهبود خواص نیست. سرعت هم زدن نیز باید به اندازه ای باشد که ذرات را در دوغاب توزیع کند، بدون آنکه موجب آشفتگی شدید، ورود هوا یا تشکیل اکسید شود. در پژوهش های انجام شده، سرعت 300 دور بر دقیقه برای شرایط آزمایشگاهی مشابه، مناسب ترین سرعت گزارش شده است.

تاثیر عملیات حرارتی بر ترشوندگی آلومینا

ترشوندگی ضعیف آلومینا توسط مذاب آلومینیوم، یکی از مشکلات اصلی تولید کامپوزیت است. اگر مذاب نتواند سطح ذرات را به خوبی پوشش دهد، حفره و ناحیه ضعیفی در فصل مشترک ایجاد می شود. سجادی و همکاران برای افزایش ترشوندگی، ذرات آلومینا را به مدت 20 دقیقه در دمای 1100 درجه سانتی گراد حرارت دادند. این عملیات باعث کاهش رطوبت، حذف بخشی از آلودگی های سطحی و افزایش سطح فعال ذرات شد. نتایج نشان داد که عملیات حرارتی می تواند ترشوندگی را بهبود داده و میزان تخلخل را کاهش دهد. مقایسه ریخته گری همزنی و کامپوکستینگ نیز نشان داد که روش کامپوکستینگ تاثیر بیشتری بر افزایش سختی، استحکام کششی و استحکام فشاری دارد.

مواد اولیه و روش تولید نمونه های آلیاژ آلومینیوم A356

در این پژوهش از آلیاژ آلومینیوم A356 به عنوان ماده زمینه استفاده شد. ذرات آلومینا با اندازه کمتر از 20 میکرومتر به عنوان تقویت کننده انتخاب شدند و مقدار آنها برابر با 5 درصد وزنی بود. سه نمونه با شرایط متفاوت تولید شدند تا تاثیر روش ریخته گری و افزودن ذرات آلومینا به صورت جداگانه بررسی شود. نمونه اول با ریخته گری ثقلی، نمونه دوم در شرایط نیمه جامد و نمونه سوم به روش کامپوکستینگ تولید شد. استفاده از سه نمونه امکان مقایسه مستقیم ریزساختار، سختی، استحکام فشاری و انرژی شکست را فراهم کرد. شرایط اصلی تولید نمونه ها در جدول زیر ارائه شده است.

مراحل آماده سازی سه نمونه آزمایشی

برای تولید نمونه اول، مذاب ابتدا به دمای 680 درجه سانتی گراد رسانده شد و به منظور یکنواخت شدن دمای کل مذاب، به مدت 5 دقیقه در این شرایط نگهداری شد. سپس مذاب بدون هم زدن و بدون افزودن ذرات تقویت کننده درون قالب ریخته شد. در نمونه دوم، پس از رسیدن مذاب به دمای 680 درجه و نگهداری 5 دقیقه ای، دما به آرامی تا 610 درجه سانتی گراد کاهش یافت.

در این محدوده، هم زدن مکانیکی انجام شد و دوغاب نیمه جامد درون قالب ریخته شد. نمونه سوم مشابه نمونه دوم تولید شد، با این تفاوت که ذرات آلومینای عملیات حرارتی شده هم زمان با هم زدن وارد دوغاب شدند. سپس دما برای بارریزی به 650 درجه افزایش یافت.

سیستم تزریق ذرات و طراحی پره همزن

ذرات آلومینا با استفاده از سیستم گاز خنثی آرگون و با دبی 5 لیتر بر دقیقه وارد دوغاب شدند. زمان تزریق با توجه به دبی گاز، اندازه ذرات و مقدار پودر، بین 10 تا 20 دقیقه بود. برای جلوگیری از افزایش فشار پشت پودرها، یک مسیر فرعی برای خروج آرگون در سیستم تزریق طراحی شد. این مسیر ضمن کاهش فشار، به هدایت ذرات در بخش انتهایی سیستم کمک می کرد. پره همزن نیز به گونه ای طراحی شده بود که نیروهای شعاعی و محوری را هم زمان به مذاب وارد کند. این طراحی موجب ایجاد جریان گردابی مناسب، شکستن بازوهای دندریتی و توزیع بهتر ذرات آلومینا در زمینه آلومینیومی شد.

روش بررسی ریزساختار و خواص مکانیکی نمونه ها

برای بررسی ریزساختار نمونه ها از میکروسکوپ نوری استفاده شد و میکروسکوپ الکترونی روبشی نیز برای مشاهده شکل ذرات آلومینا و نحوه حضور آنها در زمینه به کار رفت. پس از بررسی ریزساختاری، آزمون های سختی برینل، فشار و ضربه شارپی روی نمونه ها انجام شدند. برای افزایش دقت، هر آزمایش روی سه نمونه مشابه تکرار شد. استفاده از شرایط یکسان در آزمون ها امکان مقایسه دقیق نتایج را فراهم کرد. پارامترهایی مانند ابعاد نمونه، نرخ کرنش، بار سختی سنجی و شکل شیار آزمون ضربه بر اساس استانداردهای مربوط انتخاب شدند تا نتایج از اعتبار آزمایشگاهی مناسبی برخوردار باشند.

مشاهدات ریزساختاری نمونه های تولید شده

بررسی تصاویر میکروسکوپی نشان داد که روش تولید تاثیر مستقیمی بر شکل دانه ها و فازهای موجود در ساختار دارد. نمونه ریخته گری ثقلی دارای دندریت های مشخص فاز آلفای اولیه و تیغه های بلند سیلیسیم یوتکتیک بود. در نمونه نیمه جامد، هم زدن مکانیکی باعث شکستن بازوهای دندریتی و ایجاد ساختاری غیر دندریتی شد. تیغه های سیلیسیم نیز در اثر تنش برشی خرد شدند و اندازه آنها کاهش یافت. در نمونه کامپوزیتی، علاوه بر این تغییرات، ذرات آلومینا در زمینه توزیع شده و اندازه دانه های آلومینیوم نسبت به نمونه نیمه جامد نیز کاهش پیدا کرد. این تغییرات زمینه مناسبی برای بهبود خواص مکانیکی ایجاد کردند.

ریزساختار نمونه حاصل از ریخته گری ثقلی

هنگام سرد شدن آلیاژ مذاب، ابتدا جوانه های جامد فاز آلفای آلومینیوم تشکیل می شوند. با ادامه کاهش دما، این جوانه ها در جهت های مختلف رشد کرده و بازوهای دندریتی ایجاد می کنند. سیلیسیم موجود در آلیاژ نیز هنگام رشد فاز آلفا از زمینه جامد خارج شده و در مایع باقی مانده متمرکز می شود. با رسیدن دما به محدوده یوتکتیک، سیلیسیم به صورت تیغه های سوزنی و کشیده تشکیل می شود. این تیغه ها و بازوهای دندریتی می توانند محل تمرکز تنش و آغاز ترک باشند. به همین دلیل، نمونه ریخته گری ثقلی در مقایسه با نمونه های دیگر، ساختار درشت تر و خواص مکانیکی ضعیف تری از خود نشان داد.

ریزساختار نمونه نیمه جامد و کامپوزیتی

در نمونه نیمه جامد، تنش برشی حاصل از هم زدن موجب جدا شدن بازوهای دندریتی شد. قطعات جدا شده می توانستند به عنوان مراکز جدید جوانه زنی عمل کنند و تعداد دانه ها را افزایش دهند. در نتیجه، فاز آلفای اولیه به جای شکل شاخه ای، به ساختاری ریزتر و نزدیک به کروی تبدیل شد. تیغه های سیلیسیم نیز خرد شدند و شدت تمرکز تنش کاهش یافت. در نمونه کامپوزیتی، ذرات آلومینا به عنوان محل جوانه زنی عمل کردند و کاهش بیشتری در اندازه دانه ها به وجود آوردند. توزیع مناسب ذرات، پیوستگی آنها با زمینه و ریز شدن تیغه های سیلیسیم، ساختاری یکنواخت تر نسبت به دو نمونه دیگر ایجاد کرد.

پیشنهاد خواندنی: خرید ضایعات آلومینیوم

تاثیر کامپوکستینگ بر سختی آلیاژ آلومینیوم A356

کمترین مقدار سختی مربوط به نمونه ریخته گری ثقلی بود. ساختار دندریتی، دانه های درشت و تیغه های بلند سیلیسیم، از مهم ترین دلایل پایین بودن سختی این نمونه محسوب می شوند. سختی نمونه نیمه جامد بیشتر از نمونه ثقلی بود؛ زیرا شکستن بازوهای دندریتی و افزایش تعداد جوانه ها باعث ریز شدن دانه ها شد. با کاهش اندازه دانه، تعداد مرزدانه ها افزایش پیدا می کند و مرزدانه ها به عنوان مانعی در برابر حرکت نابجایی ها عمل می کنند. محدود شدن حرکت نابجایی ها موجب افزایش مقاومت ماده در برابر تغییر شکل و در نتیجه افزایش سختی می شود.

بالاترین مقدار سختی در نمونه کامپوزیتی مشاهده شد. ذرات آلومینا با توزیع در زمینه، فاصله حرکت نابجایی ها را کاهش داده و نرخ کار سختی را افزایش دادند. این ذرات همچنین حرکت مرزدانه ها را محدود کرده و از رشد دانه ها جلوگیری کردند. در روش کامپوکستینگ، هم زدن مکانیکی هم زمان دو عملکرد مهم دارد؛ نخست، ساختار دندریتی را شکسته و اندازه دانه ها را کاهش می دهد و دوم، ذرات سخت سرامیکی را در زمینه توزیع می کند. ترکیب این دو اثر باعث شد سختی نمونه کامپوزیتی به 72 برینل برسد و از دو نمونه دیگر بیشتر باشد.

تاثیر کامپوکستینگ بر استحکام فشاری

نتایج آزمون فشار نشان داد که استحکام فشاری نمونه نیمه جامد از نمونه ریخته گری ثقلی بیشتر است. در نمونه ثقلی، شکست در سطح پایین تری از تنش رخ داد. وجود ساختار دندریتی، سیلیسیم های سوزنی و تمرکز تنش در فصل مشترک فازها، مقاومت نمونه را کاهش داده بود. در نمونه نیمه جامد، تبدیل ساختار دندریتی به دانه های ریز و غیر دندریتی، تمرکز تنش را محدود کرد. یکنواخت شدن ساختار همچنین موجب شد بار اعمال شده در سطح گسترده تری توزیع شود و نمونه بتواند پیش از شکست، تنش بیشتری را تحمل کند.

بیشترین استحکام فشاری در نمونه کامپوزیتی تولید شده به روش کامپوکستینگ به دست آمد. حضور ذرات آلومینا و ایجاد پیوند مناسب میان ذرات و زمینه باعث شد بخشی از بار از آلومینیوم به تقویت کننده سرامیکی منتقل شود. توزیع همگن ذرات نیز از تمرکز موضعی تنش جلوگیری کرد. ذرات آلومینا حرکت نابجایی ها را محدود کرده و دانسیته آنها را افزایش دادند. اصلاح اندازه دانه و افزایش تعداد مرزدانه ها نیز در بالا رفتن استحکام موثر بود. مقدار استحکام فشاری نمونه کامپوزیتی در این پژوهش برابر با 429.1 مگاپاسکال گزارش شد.

تاثیر ریزساختار بر انرژی شکست و مقاومت ضربه ای

استحکام ضربه ای نشان دهنده توانایی ماده در تحمل بارهای ناگهانی و دینامیکی است. مقدار انرژی جذب شده پیش از شکست می تواند رفتار ترد یا نرم ماده را مشخص کند. نمونه ای که با تغییر شکل محدود و جذب انرژی پایین می شکند، رفتار تردتری دارد. نمونه ریخته گری ثقلی به دلیل وجود بازوهای دندریتی و تیغه های بلند سیلیسیم، کمترین انرژی شکست را نشان داد. این فازهای کشیده و شکننده محل مناسبی برای تمرکز تنش و آغاز ترک ایجاد می کنند و باعث می شوند ترک با مقاومت کمتری در ساختار گسترش پیدا کند.

در نمونه نیمه جامد، شکسته شدن بازوهای دندریتی و خرد شدن تیغه های سیلیسیم باعث کاهش تمرکز تنش شد. تغییر شکل سیلیسیم از تیغه های بلند به اجزای کوچک تر، مسیر حرکت ترک را پیچیده تر کرد و مقدار انرژی مورد نیاز برای شکست را افزایش داد. بیشترین انرژی شکست در نمونه کامپوزیتی مشاهده شد. توزیع مناسب ذرات آلومینا، کاهش اندازه دانه های زمینه و پیوستگی مطلوب میان ذرات و آلومینیوم، از عوامل اصلی این افزایش بودند. انرژی شکست نمونه کامپوزیتی برابر با 7.1 ژول اندازه گیری شد که بیشترین مقدار در میان سه نمونه بود.

مقایسه نتایج سه روش تولید آلیاژ آلومینیوم A356

مقایسه نتایج نشان می دهد که تنها تغییر فرایند از ریخته گری ثقلی به ریخته گری نیمه جامد، بدون افزودن ذرات تقویت کننده، تاثیر قابل توجهی بر خواص مکانیکی دارد. هم زدن دوغاب در دمای نیمه جامد باعث شکستن دندریت ها، ریز شدن دانه ها و کاهش اندازه تیغه های سیلیسیم شد. در نتیجه، سختی، استحکام فشاری و انرژی ضربه نسبت به نمونه ثقلی به ترتیب حدود 25، 160 و 32 درصد افزایش یافتند. افزودن 5 درصد وزنی آلومینای عملیات حرارتی شده، این روند را تقویت کرد و نمونه کامپوزیتی بالاترین مقادیر خواص مکانیکی را به دست آورد.

کاربرد نتایج پژوهش در تولید قطعات صنعتی

نتایج این پژوهش نشان می دهد که روش کامپوکستینگ می تواند برای تولید قطعات آلومینیومی سبک با خواص مکانیکی بالاتر مورد استفاده قرار گیرد. این ویژگی در صنایع خودروسازی، هوافضا، تولید تجهیزات صنعتی و ساخت قطعات مقاوم به سایش اهمیت دارد. قطعاتی مانند پیستون، سرسیلندر، شاتون، پوسته پمپ و بعضی اجزای سیستم تعلیق باید علاوه بر وزن کم، در برابر فشار، ضربه و سایش نیز مقاوم باشند. ریز شدن دانه ها و توزیع ذرات آلومینا می تواند عملکرد چنین قطعاتی را بهبود دهد. با این حال، استفاده صنعتی از این روش به کنترل دقیق دما، سرعت هم زدن، مقدار فاز جامد و کیفیت تزریق ذرات نیاز دارد.

تجمع ذرات، ورود اکسیدها، انتخاب نامناسب جنس پره و کنترل ضعیف دما می توانند کیفیت محصول را کاهش دهند. برای انتقال فرایند از مقیاس آزمایشگاهی به صنعتی، باید سیستم همزن، کوره، تجهیزات تزریق و شرایط بارریزی به صورت هماهنگ طراحی شوند. کنترل ترکیب شیمیایی آلیاژ نیز اهمیت زیادی دارد؛ زیرا ورود ناخالصی از متعلقات کوره یا پره همزن می تواند ترکیبات بین فلزی نامطلوب ایجاد کند. برای بررسی سایر گریدها، دریافت اطلاعات محصولات یا آشنایی با ظرفیت های تولید، می توانید به وب سایت شرکت گلپا ذوب مراجعه کنید.

پیشنهاد خواندنی: خرید شمش آلومینیوم

نتیجه گیری و جمع بندی

نتایج پژوهش نشان داد که هم زدن آلیاژ در محدوده نیمه جامد باعث شکستن بازوهای دندریتی، ریز شدن دانه ها و افزایش تعداد مرزدانه ها می شود. تیغه های سیلیسیم یوتکتیک نیز در اثر تنش برشی خرد شده و اندازه آنها کاهش پیدا می کند. این تغییرات باعث افزایش سختی، استحکام فشاری و انرژی شکست نسبت به نمونه ریخته گری ثقلی شدند. افزودن ذرات آلومینای عملیات حرارتی شده به روش کامپوکستینگ نیز ریزساختار را بیشتر اصلاح کرد و موجب ایجاد بهترین خواص مکانیکی در میان نمونه های بررسی شده شد.

بهترین مقادیر به دست آمده شامل سختی 72 برینل، استحکام فشاری 429.1 مگاپاسکال و انرژی شکست 7.1 ژول بودند. در مجموع، فرایند کامپوکستینگ با استفاده از 5 درصد وزنی ذرات آلومینا، روش موثری برای بهبود ریزساختار و خواص مکانیکی آلیاژ آلومینیوم A356 محسوب می شود. موفقیت این روش به توزیع مناسب ذرات، افزایش ترشوندگی، کنترل دمای دوغاب و طراحی صحیح پره همزن وابسته است. بنابراین، کنترل دقیق پارامترهای فرایند در دستیابی به محصولی یکنواخت و قابل استفاده در صنایع مختلف اهمیت اساسی دارد.

سوالات متداول درباره آلیاژ آلومینیوم A356

1- کامپوکستینگ چه تفاوتی با ریخته گری ثقلی دارد؟

در ریخته گری ثقلی، مذاب بدون هم زدن موثر درون قالب ریخته می شود و معمولا ساختاری دندریتی ایجاد می کند. در کامپوکستینگ، آلیاژ در محدوده نیمه جامد هم زده شده و ذرات تقویت کننده به آن افزوده می شوند. تنش برشی حاصل از هم زدن، دندریت ها را شکسته و دانه های ریزتر و یکنواخت تری ایجاد می کند.

2- عملیات حرارتی ذرات آلومینا چه تاثیری دارد؟

عملیات حرارتی باعث کاهش رطوبت و آلودگی سطح ذرات شده و ترشوندگی آنها توسط مذاب آلومینیوم را افزایش می دهد. ترشوندگی مناسب موجب ایجاد پیوند بهتر میان ذرات و زمینه، کاهش تخلخل و انتقال موثرتر بار می شود. در این پژوهش ذرات به مدت 20 دقیقه در دمای 1100 درجه سانتی گراد حرارت داده شدند.

3- بهترین خواص مکانیکی در کدام نمونه مشاهده شد؟

بهترین خواص مکانیکی مربوط به نمونه کامپوزیتی تولید شده به روش کامپوکستینگ و تقویت شده با 5 درصد وزنی آلومینا بود. این نمونه سختی 72 برینل، استحکام فشاری 429.1 مگاپاسکال و انرژی شکست 7.1 ژول را ثبت کرد و عملکرد بهتری نسبت به نمونه های ثقلی و نیمه جامد داشت.