بررسي تاثير اندازه ذرات پودر مصرفي بر خواص نانو كامپوزيت درجاي Al-Zn/Al2O3 توليد شده توسط فرآيند اصطكاكي اغتشاشي

Effect of powder particle size investigation on in-situ Al-Zn/Al2O3 nano-composite properties fabricated by friction stirs processing

در اين پژوهش نانوكامپوزيت آلومينيم 1100 حاوي نانو ذرات تقويت كننده آلومينا به كمك فرآيند اصطكاكي اغتشاشي و با استفاده از پودر اكسيد روي به صورت درجا توليد شد. به منظور بررسي تاثير اندازه ذرات پودر بر خواص نانو كامپوزيت از پودر اكسيد روي در مقياس نانو و ميكرون و فرآيند اصطكاكي اغتشاشي با استفاده از ابزار با قطر شانه 20 ميليمتر در سرعت پيشروي 63 ميلي متر بر دقيقه و سرعت چرخشي 800، 1000 و 1250 دور بر دقيقه انجام شد. جهت بررسي ريزساختار از ميكروسكوپ نوري و جهت بررسي توزيع ذرات تقويت كننده از ميكروسكوپ الكتروني روبشي استفاده شد. همچنين به منظور تعيين فازهاي حاصل و تعيين تغييرات بافت در نمونه توليد شده از آناليز پراش پرتوي ايكس استفاده شد. بررسي ماكروسكوپي نشان داد نانو كامپوزيت توليد شده فاقد هرگونه عيوب نظير حفره و تخلخل بود. نتايج ريزساختاري نشان داد با افزايش اندازه ذرات پودر اكسيد روي متوسط اندازه دانه ها به دليل كاهش ذرات تقويت كننده افزايش يافته است. تصوير ميكروسكوپ الكتروني روبشي كاهش ميزان ذرات تقويت كننده با افزايش اندازه ذرات پودر اكسيد روي به ميكرون را نشان داد. نتايج حاصل از آناليز پراش پرتوي ايكس نشان داد واكنش پذيري ذرات پودر اكسيد روي با افزايش اندازه ذرات آن به ميكرون كاهش يافته است. همچنين تغييرات بافت در جهت (220) به موازات جهت انجام فرآيند اصطكاكي اصطكاكي و با استفاده از پودر اكسيد روي ميكروني افزايش بيشتري يافته است.

In this research, 1100 aluminum nanocomposite contain alumina reinforcing nonoparticles by friction stir processing and using zinc oxide powder was in situ produced simultaneously. Due to the effect of powder particles size on zinc oxide nanocomposite powder properties in nano and micro scales, friction stir processing was conducted by using a tool with shoulder diameter of 20mm, traveling speed of 63 mm/min and rotating speed of 800, 1000 and 1250. To study of microstructure a optical microscopy and due to investigation of reinforcing particles distribution a scanning electron microscopy was used. Also to determining the created phases and phase changes, x-ray diffraction analysis was used. Macroscopic investigations show that, produced nanocomposite don t have any defects such as voids and porosity. Microstructural results showed that as increasing zinc oxide powder particles size, the grain size average was increased due to decreasing reinforcing particles. Scanning electron microscopy image show that reinforcing particles was decreased as increasing zinc oxide powder particles size in micron scale. Th e x-ray diffraction results show that reactivity of zinc oxide powder particles was decreased as increasing particles size. Also tissue changes has more increased in direction (220) and parallel to friction stir processing direction by using microns scale zinc oxide powder.