بررسی اثرات ذرات دی سیلیساید مولیبدن(MoSi2) بر رفتار مکانیکی و الکتریکی ماده مرکب زمینه مس تولید شده به روش اتصال نوردی تجمعی (ARB)

محورهای موضوعی : فصلنامه علمی - پژوهشی مواد نوین

امیرحسین اسلامی ¹ (دانشجوی کارشناسی ارشد مهندسی مکانیک دانشگاه آزاد اسلامی شیراز)
محمد محسن مشکسار ² (استاد مهندسی مکانیک دانشگاه آزاد واحد مرودشت.)
سید مجتبی زبرجد ³ (استاد دانشکده مهندسی مواد دانشگاه شیراز.)

تاریخ دریافت : 1392/06/25 تاریخ پذیرش : 1392/06/25 تاریخ انتشار : 1392/07/01

کلید واژه: فرایند نورد تجمعی, خواص مکانیکی و مقاومت الکتریکی, ساختار لایه ای,

چکیده مقاله :

روش تغییر شکل پلاستیک شدید (SPD) به عنوان یکی از روش­های تولید مواد با اندازه دانه نانومتری مطرح می­باشد. برای ایجاد یک ساختار با دانه­های نسبتاً ریز لازم است از راه اعمال کرنش­های پلاستیک زیاد دانسیته بالایی از نابه­جایی­ها بدست آید. فرآیند نورد تجمعیARB به عنوان یکی از پرکاربردترین روش­های اعمال تغییر شکل پلاستیک شدید و دستیابی به ساختارهای نانومتری بویژه در ورق­ها و در بعد صنعتی مطرح می­باشد. در این پژوهش از فرآیند نورد اتصالی تجمعی برای تولید کامپوزیت Cu/MoSi₂ استفاده شده است. برای این منظور، از مس خالص تجاری و نانو ذرات MoSi₂ استفاده شده است. تعداد پنج مرحله نورد در شرایط بدون روانکار همراه با پیش گرمایش °C300 پیش از هر مرحله نورد بر نمونه ها اعمال شده است. نمونه های استاندارد از درون قطعات نورد شده تهیه و ریزساختار آن‌ها توسط میکروسکوپ الکترونی وخواص مکانیکی آن‌ها به وسیله آزمون­های سختی و کشش مورد ارزیابی قرار گرفت. همچنین نقش همزمان ذرات تقویت کننده دی سیلیساید مولیبدن و نورد بر مقاومت الکتریکی کامپوزیت لایه ای به وسیله روش پراب چهار نقطه مورد بررسی قرار گرفت.

چکیده انگلیسی:

Techniques of severe plastic deformation have been of continual interest in the production of novel metallic microstructures. Among these, accumulative roll bonding has been extensively used to produce multi-layered composites. In the present study, a new manufacturing process for Cu/MoSi₂-1vol% and 1.5vol% MoSi₂ composites was developed by using Copper and nano sized MoSi₂ particles as starting materials. After five ARB passes, it was showed the MoSi₂ particles properly distributed in the copper matrix. With increasing strain during ARB passes strength and elongation of these composites increased. Structure and mechanical properties of these composites were studied within different stages of ARB process. Also, Electrical resistivity of the samples was measured by four point probe method

منابع و مأخذ:

1 -علی یزدانی،"تولید کامپوزیت هـای نانوسـاختار آلومینیـوم-

کاربید بور به روش اتصال تجمعی نورد"،نشریه مواد نوین ، دوره

اول، شماره 3 ،ص 23-32 ،بهار1390 .

2- S. C. Tjong, and H. Chen, “Nanocrystalline

Materials and Coatings”, Materials Science

and Engineering, Vol. 45, pp. 1-88, 2004.

3- B.A. Movchan, and FD. Lemkey,”

Mechanical Properties of Fine-Crystalline

Two-Phasematerials”, Mater Sci Eng A;

224:136–45, 1997.

4- Y. S. Kim, S. H. Kang, and D. H. Shin,”

Effect of Rolling Direction on the

Microstructure and Mechanical Properties of

Accumulative Roll Bonding (ARB) Processed

Commercially Pure 1050 Aluminum Alloy”,

Materials Science Forum, Vols. 503-

504,pp.681-686, 2006.

5- N. Tsuji, Y. Ito, Y. Saito, and Y.

Minamino,”Strength and Ductility of UltraFine Grained Aluminum and Iron Produced by

ARB and Annealing”, Scripta Mater ; 47:893–

9, 2002.

6- K. M. Shorowordi, A. S. M. A. Haseeb, and

1. P. Celis, “Tribo-surface Characteristics of

Al–B4C and Al–SiC Composites Worn under

Different Contact Pressures”, Wear, Vol. 261,

2006. 634–641, 2006.

7- J. Mc. Keown, A. Misra, H. Kung, RG.

Hoagland, and M. Nastasi.” Microstructures

and Strength of Nano Scale Cu–Ag multilayers”, Scripta Mater; 46:593–8, 2002.

8- H. Sekine and R. Chen. “A Combined

Microstructure Strengthening Analysis of

SiCp/Al Metal Matrix Composites”,

Composites, Vol.26, pp183-8, 1995.

9- M. Alizadeh, “Comparison of

Nanostructured Al/B4C Composite Produced

by ARB and Al/B4C Composite produced by

RRB Process”, Materials Science and

Engineering A 528, 578–582, 2010.

10- Y. Estrin, RJ. Helming, SC. Baik, HS.

Kim, and HG. Brokmeier, ”Microstructure and

Texture Development in Copper and aluminum

Under ECAP”, Ultrafine Grained Materials III.

Warrendale, PA: TMS; 2004.

11- Huang X, Kamikawa N, and Hansen N.

Strengthening Mechanisms in Nanostructured

Aluminum. Mater Sci Eng A; 483:102–4,

2008.

12- L. Ghalandari and M. M. Moshksar, "High

Strength and High Conductive Cu/Ag

Multilayer Produced by ARB", Journal of

Alloys and Compounds, Vol. 506, pp. 172-

178, 2010.