محمد ولاشجردی

یکی از چالش های پیش رو مهندسین استفاده از مواد با چگالی کم و در عین حال استحکام مکانیکی خوب است. برای نیل به این هدف از کامپوزیت ها بهره گرفته شده است. با توجه به وزن کم و دمای ذوب پایین فلز آلومینیوم، کامپوزیت های بر پایه این فلز در سالیان اخیر توجه زیادی را به خود جلب کرده اند. کامپوزیت های زمینه فلزی در مقایسه با آلیاژها خواص مطلوب تری از جمله مقاومت به خوردگی بالاتر، مقاومت به سایش مطلوب تر و استحکام در دمای بالا برخوردارند. از طرفی کامپوزیت های آلومینیوم و منیزیم به دلیل مزایایی از قبیل چگالی پایین، استحکام ویژه بالا، مقاومت به سایش عالی، مقاومت به خستگی و خوردگی مناسب و نسبت استحکام به وزن بالا، در صنایع گوناگون از جمله صنایع خودروسازی و هوافضا کاربرد گسترده ای دارند. در این پژوهش خواص کامپوزیت تولید شده به روش درجا و تقویت شده بوسیله بورید تیتانیوم مورد ارزیابی قرار گرفت. در ادامه به منظور سنتز درجای بورید تیتانیوم در مذاب از ترکیب پودر Mg و TiO2 به همراه Na2B4O7 به عنوان منبع تامین بور به صورت اکسیدی استفاده شد. در ابتدا پودرهای تهیه شده در زمان های 10 دقیقه و 8 و 16 و 32 ساعت با استفاده از آسیای گلوله ای سیاره ای آلیاژ سازی شدند. در مرحله بعد پودرهای آلیاژ شده با کمک پرس سرد با فشار 40 مگا پاسکالی پرس گردید. در این مرحله به منظور شناسایی فازهای تشکیل شده از نمونه های پودر آنالیز پراش اشعه ایکس انجام شد. سپس مذاب آلیاژ موردنظر آماده گردید و قرص های پرس شده از پودرها به مذاب اضافه شد و مذاب به روش مکانیکی به مدت 10 دقیقه مخلوط شد تا واکنش بین قرص و مذاب انجام گیرد. سپس مذاب درون قالب فلزی ریخته گری شد و از قطعه ریخته شده در قالب فلزی نمونه آنالیز شیمیایی و آزمون های مکانیکی (کشش و ضربه و سختی) و نمونه متالوگرافی گرفته شده و خواص مکانیکی شامل خواص کششی و انرژی ضربه و آزمون میکروسختی سنجی و همچنین آزمون متالوگرافی و SEM و TEM انجام گرفت. بعد از بررسی ریز ساختار کامپوزیت مشخص گردید در طی این فرآیند تیتانیوم احیا شده و با واکنش با بور، بورید تیتانیوم درون مذاب ایجاد گردیده است.. نتایج حاصله حاکی از آن بود که با افزایش درصد وزنی تقویت کننده بورید تیتانیوم و افزایش زمان آسیا کاری، خواص مکانیکی بهبود می یابد. در طی این فرآیند تیتانیوم احیا شده و با واکنش با بور، بور