بررسي استفاده از تركيب بين فلزي Ni3Al براي ساخت كامپوزيتهاي زمينه آلومينيومي

An Investigation of the Use of Ni3Al Intermetallic Compound for Fabrication of Al Matrix Composites

ساخت و مشخصه‌هاي كامپوزيتهاي زمينه آلومينيمي حاوي درصدهاي حجمي مختلف ذرات تركيب بين فلزي ‌Ni3Al (40-5 درصد) مورد بررسي قرار گرفت. به اين منظور ابتدا پودرNi3Al با آلياژسازي مكانيكي مخلوط پودر عناصر نيكل و آلومينيم تهيه شد. قطعات كامپوزيتي Ni3Al-Al با روش متالوژري پودر طي دو مرحله تهيه شد. ابتدا مخلوط پودرهاي آلومينيوم و Ni3Al در فشار MPa 500 فشرده و سپس در دماي °C420 تحت فشار MPa 250 به مدت 10 دقيقه سينتر شدند. ريزساختار و سختي قطعات كامپوزيتي با كمك روشهاي پراش پرتوايكس، ميكروسكوپي الكتروني روبشي، ميكروسكوپ نوري، سختي سنجي و چگالي سنجي مورد ارزيابي قرار گرفت. نتايج نشان داد كه در قطعات كامپوزيتي تهيه شده درصد ناچيزي تخلخل وجود دارد و به علاوه توزيع ذرات فازNi3Al در زمينه يكنواخت و همگن است. بررسيهاي ساختاري نشان داد كه در حين عمليات سينترينگ فاز جديدي ناشي از واكنش بين Ni3Al و زمينه آلومينيومي ايجاد نمي‌شود. قطعات كامپوزيتي توليد شده سختي بالاتري را نسبت به نمونه آلومينيم خالص داشته و ميزان سختي نمونه‌ها با افزايش درصد حجمي فاز Ni3Al افزايش مي‌يابد.

Fabrication and characterization of aluminum matrix composites containing different volume fractions of Ni3Al powder (5-40 Vol%) were investigated. Ni3Al powder was produced by mechanical alloying of elemental nickel and aluminum powder mixture. Al-Ni3Al composite parts were prepared using a powder metallurgy route involving two stages Al and Ni3Al powder mixtures were first compacted under 500MPa and then hot-pressed under 250MPa at 420 oC for 10min. The microstructure and hardness of consolidated parts were investigated by x-ray diffractometery, optical and scanning electron microscopy and hardness measurements. Results showed that consolidated Al-Ni3Al samples included no significant porosity with a nearly uniform distribution of Ni3Al particles. Additionally, structural examinations showed that no significant reaction between Ni3Al and aluminum matrix occurred during sintering process. Al-Ni3Al composites exhibited a higher hardness value compared with pure aluminum sample prepared under identical conditions. The hardness value of Al-Ni3Al composites increased linearly as Ni3Al content increased.