بررسی خواص مکانیکی و ریز ساختاری اتصال نفوذی TLP نانوکامپوزیت Al۲O۳p/Alبا استفاده از لایه واسطه مس

باتوجه به خواص مطلوب نانوکامپوزیت های زمینه ی آلومینیومی از قبیل استحکام ویژه بالا، مقاومت خزشی خوب وحفظ استحکام در دماهای بالا، این مواد پیشرفته کاربردهای بالقوه ای درصنایع پیشرفته مانند هوا-فضا، صنایع دفاعی و برخی کاربردهای خاص درخودروسازی یافته اند. بااین حال، عدم وجود روش مناسب برای اتصال این گونه مواد، موجب شده که کاربردهای این مواد پیشرفته به شدت محدود شود. لذا پژوهش در زمینه ی اتصال این گونه مواد مفید بوده و گامی موثر در جهت کاربردی کردن آن ها محسوب می شود. زمان اتصال یکی از عوامل مهم و موثر در اتصال نفوذی با استفاده از فاز مایع گذرا است که برای رسیدن به خواص ریزساختاری مطلوب باید به صورت بهینه انتخاب شود، لذا در تحقیق حاضر اتصال نانوکامپوزیت Al/Al۲O۳ به روش اتصال نفوذی با استفاده از فاز مایع گذرا در دمای۵۸۰ درجه سانتی گراد و در زمان های ۲۰، ۴۰ و ۶۰ دقیقه انجام شد و تاثیر زمان اتصال بر ریز ساختار اتصال ها مورد بررسی قرارگرفت. نتایج نشان داد در زمان های اتصال ۲۰ و ۴۰ دقیقه، زمان کافی برای انجماد همدمای مذاب مهیا نبوده و ریز ساختار نهایی، شامل مقداری جامد α ایجاد شده در مرحله انجماد هم دما و مقداری جامد α اولیه ناشی از سرد شدن مذاب از دمای اتصال تا دمای یوتکتیک و در نهایت جامد یوتکتیک CuAl۲+α در اثر انجماد یوتکتیک مذاب در دمای یوتکتیک است. از آن جایی که شکست اتصال ها در موارد فوق از میان این ترکیبات ترد یوتکتیکی انجام می شود، لذا استحکام اتصال ها در این دو زمان کم است. با افزایش زمان اتصال به ۶۰ دقیقه، مذاب به صورت کاملا هم دما منجمد شده، ریز ساختار نهایی شامل فاز نرم α-Al بوده و استحکام اتصال ها به طور چشم گیری افزایش می یابد. حداکثر استحکام برشی اتصال ها در دمای اتصال ۵۸۰ ، در زمان اتصال ۶۰ دقیقه حاصل شده است که در حدود ۸۵% استحکام برشی فلز پایه می باشد.

Keywords:

Al matrix Nanocomposite , TLP diffusion bonding , Isothermal solidification , Microstructure , نانوکامپوزیت زمینه آلومینیومی , اتصال نفوذیTLP , انجماد هم دما , ریزساختار