فناوری تولید کامپوزیت زمینه آلومینیومی

• 0 Comments

فناوری تولید کامپوزیت های زمینه آلومینیومی از مواد خام جدید از مواد از NUST MISIS

- نویسنده : به نقل از وبسایت تخصصی phys.org

دانشمندان مواد از NUST MISIS فناوری جدیدی را برای تولید کامپوزیت‌های زمینه آلومینیومی از مواد خام جدید ارائه کرده‌اند - پودرهای کامپوزیت نویدبخش برای چاپ سه‌بعدی قاب‌های سبک و بادوام برای هواپیما و مهندسی خودرو. روش جدید یکنواختی خواص و سختی کامپوزیت های چاپ سه بعدی به دست آمده را در مقایسه با آنالوگ ها تا 40 درصد افزایش می دهد. نتایج در مجله آلیاژها و ترکیبات منتشر شده است.
کامپوزیت های زمینه آلومینیومی گروهی از مواد پیشرفته با تعدادی از مزایای منحصر به فرد هستند: سبک وزن، استحکام بالا، ضریب انبساط حرارتی پایین و مقاومت در برابر سایش عالی. از این مواد می توان در صنایع خودروسازی، هوافضا و دفاعی استفاده کرد.
این ماده به دلیل ترکیب شیمیایی و روش خاص تولید آن - چاپ سه بعدی با استفاده از فناوری ذوب لیزری انتخابی (SLM) دارای چنین خواصی است. در نتیجه، کامپوزیت شامل ذرات کروی آلومینیومی است که با افزودنی های سرامیکی سخت شده یا با لایه ای از اکسید آلومینیوم پوشانده شده است.

آلومینا یکی از بهینه ترین افزودنی های تقویت کننده (سخت کننده) برای بهبود خواص مکانیکی کامپوزیت های آلومینیومی است. به طور خاص، نویسندگان این مطالعه به طور تجربی افزایش استحکام مواد کامپوزیت چاپ شده توسط اکسید آلومینیوم را تا 40٪ در مقایسه با آلومینیوم بدون مواد افزودنی ثابت کردند. بنابراین، آلومینا مقاومت حرارتی بالاتری را برای پودر کامپوزیت در دماهای بالا ایجاد می کند. همچنین پایداری ترکیب پودر را در مقایسه با رایج‌ترین افزودنی‌های سرامیکی افزایش می‌دهد که این ماده را به ویژه برای ساخت هواپیما مفید می‌سازد.

دانشمندان NUST MISIS روش جدیدی برای اکسیداسیون هیدروترمال آلومینیوم برای ایجاد یک لایه اکسید تقویت کننده (سخت کننده) با ضخامت معین بر روی سطح ذرات آلومینیوم ایجاد کرده اند. به عبارت دیگر، روی سطح هر ذره کروی آلومینیوم خالص، یک "بسته" تشکیل می شود - لایه ای از اکسید آلومینیوم با ضخامت معین. کامپوزیت آلومینیومی به دست آمده در مشخصات خود برای استفاده در ساخت افزودنی های پیشرفته (فناوری SLM) مناسب است.

الکساندر گروموف، رئیس پروژه، استاد NUST MISIS، گفت: این فناوری بر اساس روش به اصطلاح درجا، به معنای ایجاد یک ساختار ترکیبی در درون هر ذره است. پودر آلومینیوم اولیه (با خلوص 99.85 درصد) به مدت 30 دقیقه در معرض اکسیداسیون هیدروترمال جزئی در اتوکلاو قرار گرفته است. در نتیجه یک لایه اکسیدی با 10 و 20 درصد محتوای Al2O3 بر روی سطح ذرات پودر آلومینیوم تشکیل شده است. در مرحله نهایی، پودر در حالت های 150 تا 600 درجه سانتیگراد گرم شده است.

مزیت اصلی روش، فعالیت بالای ذرات پودر به‌دست‌آمده و یکنواختی خواص آن‌ها در کل جرم است که با استفاده از روش‌های جایگزین برای تولید کامپوزیت‌های زمینه آلومینیوم، به‌ویژه وارد کردن پرکننده‌های سرامیکی به آلومینیوم مذاب، نمی‌توان به آن دست یافت.

در حال حاضر تیم آزمایش کامپوزیت های به دست آمده را در شرایط ساخت افزودنی آغاز کرده است.