اثر مقدار عامل فوم‌ساز كربنات كلسيم بر ساختار فيزيكي و خواص مكانيكي فوم آلومينيومي LM13

The influence of the amount of CaCO3 foaming agent on the physical structure and mechanical properties of LM13 aluminum foam

هدف اين مقاله بررسي اثر تغييرات مقدار عامل فوم‌ساز كربنات كلسيم بر خواص فيزيكي و مكانيكي فوم آلومينيومي LM13 مي‌باشد. فوم از جنس آلياژ آلومينيوم LM13 با استفاده از عامل فوم‌ساز كربنات كلسيم (CaCO3) و ذرات تثبيت كننده فلز كلسيم (Ca) با چگالي‌هاي از 0/3 تا 0/5 gr⁄cm3 (چگالي نسبي 0/12 تا 0/18) و اندازه حفره 0/25 تا 0/92 ميلي‌متر توليد شده است. تاثير ميزان عامل فوم‌ساز بر اندازه حفره‌ها، كمترين ضخامت ديواره‌ها و چگالي مورد ارزيابي قرار گرفته است. در ادامه رفتار مكانيكي فوم‌ها با استفاده از آزمون فشار تك محوري مورد بررسي قرار گرفته و تغييرات استحكام فشاري، ويژگي‌هاي الاستيك و ظرفيت جذب انرژي فوم‌ها در اثر تغييرات مقدار عامل فوم‌ساز بررسي شده است. مطابق نتايج بدست آمده استفاده بيشتر از عامل فوم‌ساز منجر به توليد فوم‌هايي با اندازه ميانگين حفره بزرگتر و چگالي كمتر مي‌گردد. همچنين افزايش مقدار عامل فوم‌ساز سبب كاهش مقاومت فشاري فوم‌ها در آزمون فشار تك‌محوري و ظرفيت جذب انرژي آنها مي‌گردد.

This paper aims to investigate the effect of the amount of calcium carbonate as foaming agent on the physical and mechanical properties of LM13 aluminum foam. Aluminum alloy LM13 foams have been made using calcium carbonate (CaCO3) as foaming agent and calcium metal (Ca) as stabilizing particles with densities from 0.3 to 0.5 gr/cm3 (relative density from 0.12 to 0.18) and the pores size from 0.25 to 0.92 mm. The effects of the amount of foaming agent on the size of the pores, the minimum thickness of the walls and the density have been evaluated. Furthermore, the mechanical behavior of foams has been investigated using uniaxial compression test. The influences of the amount of foaming agent on compressive strength, elastic characteristics and energy absorption capacity of foams have been investigated. According to the obtained results, the use of more foaming agent leads to the production of foams with larger average pores size and less density. Also, increasing the amount of foaming agent reduces the compressive strength of foams in the uniaxial compression test and their energy absorption capacity.