بررسي ميكروساختاري نانو كامپوزيت ريختگي زمينه Al با ذرات تقويت كننده هيبريدي Al2O3/Al3Ni به روش درجا (in situ)

Microstructural investigation of as cast Aluminum matrix nanocomposite reinforced by in situ Al2O3/Al3Ni hybrid particles

توليد نانو كامپوزيت ريختگي آلومينيومي تقويت شده با ذرات هيبريدي Al2O3/Al3Ni به وسيله فرايند ريخته گري اغتشاشي انجام شد. در اين پژوهش ذرات اكسيد نيكل به وسيله گاز خنثي (Ar) به آلومينوم مذاب در دماي 870 درجه سانتيگراد تزريق شد. وقوع واكنش درجا بين ذرات اكسيد نيكل و آلومينيوم مذاب باعث احياء ذرات اكسيد نيكل و آزاد شدن نيكل و به دنبال آن اكسيد شدن آلومينيوم و تشكيل ذرات آلومينا (Al2O3) در زمينه مي شود كه اين ذرات به عنوان ذرات تقويت كننده عمل مي كنند. از سوي ديگر نيكل احياء شده با آلومينيم مذاب واكنش داده و تركيب بين فلزي Al3Ni تشكيل مي گردد كه اين فاز نيز نقش تقويت كننده در زمينه را ايفا مي كند. جهت مشخصه يابي نمونه هاي توليد شده از ميكروسكوپ نوري، ميكروسكوپ الكتروني روبشي (SEM) و آناليز ميكروساختار به كمك تفرق اشعه ايكس (EDS) استفاده شد. نتايج بررسي ميكروسكوپي و آناليز ميكروساختاري بر انجام واكنش آلومينيوترمي و تشكيل ذرات آلومينا و همچنين تشكيل تركيب بين فلزي Al3Ni دلالت دارد.

In the present study, in situ Al matrix nano composites containing hybrid Al2O3/Al3Ni particles have been fabricated by stir casting method. In this research, the investigated composite was formed using the injection of NiO powder into molten aluminum and continuous stirring the melt. During the stirring process takes place the aluminothermic reaction, reduction of nickel oxide, formation of alumina and releasing the nickel element. On the other hand, consequently it happen a reaction between nickel and aluminum and is formed an intermetalic compound as hybrid reinforcement in the composite. Optical and scanning electron microscope observations implicated to aluminothermic reaction and formation of alumina and Al3Ni intermetalic compound. Microstructural characterization analysis revealed the formation of alumina particles with good particle/matrix interface in the structure.