سنتز آلیاژ نانوساختار Al-4.5%Cu و نانوکامپوزیت مقاوم شده با ذرات TiC آن به روش آلیاژسازی مکانیکی

مستعد, احسان; شکوه فر, علی; ثقفیان, حسن; مستعد, علی; رضایی, حمیدرضا

doi:10.30501/jamt.2634.70126

سنتز آلیاژ نانوساختار Al-4.5%Cu و نانوکامپوزیت مقاوم شده با ذرات TiC آن به روش آلیاژسازی مکانیکی

نویسندگان

احسان مستعد ¹

علی شکوه فر ²

حسن ثقفیان ³

علی مستعد ⁴

حمیدرضا رضایی ⁵

¹ دانشجوی دکترا، دانشکده مهندسی مواد، دانشگاه علم و صنعت ایران

² استاد، مرکز تحقیقاتی مواد پیشرفته و نانوتکنولوژی، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی

³ دانشیار، دانشکده مهندسی مواد، دانشگاه علم و صنعت ایران

⁴ دانشجوی دکترا، مرکز تحقیقاتی مواد پیشرفته و نانو تکنولوژی، دانشکده مکانیک، دانشگاه صنعتی خواجه نصیر الدین طوسی

⁵ استاد، دانشکده مهندسی مواد، دانشگاه علم و صنعت ایران

10.30501/jamt.2634.70126

چکیده

استفاده از روش آلیاژسازی مکانیکی برای تولید آلیاژها و کامپوزیتها در حالت جامد خصوصاً محلولهای جامد با گرمای انحلال مثبت، مانند آلیاژهای آلومینیم-مس (سری AA 2xxx)، همواره مورد توجه بوده است. در این پژوهش فرآیند تهیه و همچنین مشخصه یابی پودر نانوساختار آلیاژ Al-4.5wt%Cu و نانوکامپوزیت تقویت شده آن با ذرات TiC به روش آلیاژسازی مکانیکی مورد ارزیابی قرار گرفته است. جهت مشخصه یابی پودرهای تهیه شده از الگوهای پراش پرتو ایکس، میکروسکوپ الکترونی روبشی و میکروسکوپ الکترونی عبوری استفاده شده است. نتایج به دست آمده از آزمون پراش پرتو ایکس حاکی از تشکیل محلول فوق اشباع مس در آلومینیم حین آلیاژسازی مکانیکی بود و نتایج میکروسکوپ الکترونی روبشی نیز این امر را تأیید کردند. همچنین نتایج XRD و SEM حاکی از پیشرفت بیشتر فرآیند آسیاکاری مکانیکی با افزودن ذرات مقاوم ساز و یا افزایش کسر حجمی آنها بودند. از طرف دیگر، تصاویر میکروسکوپ الکترونی عبوری تشکیل نانوکامپوزیت Al-4.5wt%Cu/TiC را با اندازه ذرات مقاوم ساز کمتر از 100 نانومتر تأیید کرد.

کلیدواژه‌ها

آلیاژسازی مکانیکی

4.5wt%Cu

نانوکامپوزیت

عنوان مقاله English

Synthesis of Al-4.5wt%Cu/TiC Nanocomposite and Nanostructured Al-4.5wt%Cu Alloy via Mechanical Milling Process

نویسندگان English

Ehsan Mostaed ¹

A. Shokuhfar ²

Hassan Saghafian ³

Ali Mostaed ⁴

Hamid Reza Rezaie ⁵

¹ school of Metallurgy and Materials Engineering, Iran University of Science and Technology, 16846-13114 Tehran

² Advanced Materials& Nanotechnology Research Center, Faculty of Mechanical Engineering, K. N. Toosi, University of Technology, 16765-3381, Tehran, Iran

³ School of Metallurgy and Materials Engineering, Iran University of Science and Technology, 16846-13114 Tehran

⁴ Advanced Materials& Nanotechnology Research Center, Faculty of Mechanical Engineering, K. N. Toosi, University of Technology, 16765-3381, Tehran, Iran

⁵ School of Metallurgy & Materials Engineering, Iran University of Science and Technology, 16846-13114 Tehran

چکیده English

Mechanical alloying process has been utilized to synthesis immiscible systems, nanostructured materials, and nanocomposites for decades. In this paper, synthesis and characterization of Al-4.5wt%Cu alloy and its composite, reinforced with TiC, through mechanical milling process are studied. X-ray diffraction technique, scanning electron microscopy and transmission electron microscopy were utilized to characterize the mechanically milled powders. XRD and SEM results indicate the fact that supersaturated solution of Cu in Al occurred during mechanical milling process as a result of mutual diffusion of Al and Cu. In addition, TEM results illustrate the fact that not only mechanically milled powders are nanostructured but also TiC particles had been nanosized after milling process.

کلیدواژه‌ها English

mechanical alloying

Al - 4.5 wt% Cu

Nanocomposite