بررسي ريزساختار وخواص مكانيكي كامپوزيت لوله‌اي شكل زمينه آلومينيوم تقويت شده با الياف كربن و شيشه

در اين پژوهش، از آلياژ آلومينيومي 356A به‌عنوان زمينه و الياف كربن 300T و الياف شيشه E-glassبه‌عنوان تقويت‌كننده طي فرآيند ريخته‌گري كوبشي توليد شدند. بدين منظور ابتدا الياف كربن، با استفاده از روش الكترولس، به‌وسيله‌ي لايه‌اي از نيكل – فسفر پوشش‌دهي گرديد. سپس لوله‌ي آلياژي آلومينيوم 356A و لوله‌هاي كامپوزيتي با 30 درصد وزني الياف كربن پوشش‌دهي شده و بدون پوشش و 30، 40، 50 و 60 درصد وزني الياف شيشه در فشار 75 مگاپاسكال و دماي 500 درجه سانتي‌گراد ريخته‌گري شدند و پس از فرآيند ريخته-گري، ريزساختار نمونه‌هاي كامپوزيتي و خواص مكانيكي آن مورد بررسي قرار گرفتند. پوشش نيكل – فسفر بر روي الياف كربن تأثير بسزايي در ترشوندگي الياف كربن با مذاب آلومينيومي و درنتيجه نفوذ بهتر مذاب آلومينيوم درون الياف كربن داشت. سختي لوله‌هاي كامپوزيتي با 50 درصد وزني الياف شيشه حدوداً به 2 برابر لوله آلياژي بود و چگالي با افزايش درصد وزني الياف تا 9/5 درصد كاهش پيدا كرد. بالاترين استحكام خمشي، Mpa 340/82 و مربوط به لوله‌ي كامپوزيتي تقويت‌شده با 40 درصد وزني الياف شيشه بود. استحكام كششي لوله‌ي كامپوزيتي با 30 درصد وزني الياف كربن با افزايش 76 درصدي نسبت به لوله آلياژي، بيشترين استحكام كششي را داشت. مكانيزم غالب در شكست لوله‌ي كامپوزيتي تقويت‌شده با الياف كربن، خروج الياف و در شكست لوله‌هاي كامپوزيتي تقويت‌شده با الياف شيشه، برش الياف بود.