نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشیار، مجتمع دانشگاهی مواد و فناوری های ساخت، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، تهران، ایران.

2 دانش آموخته کارشناسی ارشد، مجتمع دانشگاهی مواد و فناوری های سـاخت، دانشــگاه صــنعتی مالــک اشــتر، تهــران، ایــران.

3 دانشجوی دکتری، مجتمع دانشگاهی مواد و فناوری های ساخت ، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، تهران، ایران.

10.61186/masm.3.4.465

چکیده

در این تحقیق کامپوزیت زمینه آلومینیومی با الیاف پیوسته کربن با استفاده از آلیاژ A356 آلومینیوم و الیاف کربن بر پایه PAN و همین‌طور برای اولین بار کامپوزیت زمینه آلومینیومی با فلت کربنی تولید و خواص کششی و خمشی آن مورد بررسی قرار گرفت. بدین منظور ابتدا الیاف کربن، با استفاده از روش الکترولس، بوسیله لایه‌ای از فلز نیکل پوشش‌دهی گردیده و سپس تأثیر ضخامت پوشش نیکل بر وضعیت سطحی و همچنین استحکام کششی الیاف، مورد بررسی قرار گرفت. در مرحله بعد نمونه‌های کامپوزیتی در کسر حجمی 30%، به وسیله فلت و الیاف کربن پوشش داده شده بوسیله نیکل و همچنین الیاف کربن بدون پوشش، با استفاده از روش ریخته‌گری کوبشی در فشار MPa ٣٠ تولید گردیده و سپس ریزساختار و استحکام کششی و خمشی آنها مورد بررسی قرار گرفت. از سوی دیگر نتایج حاصل از تست کشش نمونه‌های کامپوزیتی ساخته شده بوسیله فلت و الیاف کربن پوشش داده شده بوسیله نیکل و الیاف کربن بدون پوشش، حاکی از آن است که پوشش نیکل دارای تأثیر بسزایی بر استحکام کششی کامپوزیت بوده و باعث افزایش استحکام کششی تا حدود سه برابر گردیده است. در مورد نمونه‌های کامپوزیتی که در کسر حجمی %30 ، به وسیله فلت و الیاف کربن پوشش داده شده به وسیله نیکل ساخته شده‌اند، بالاترین استحکام، در فشار MPa 30 به میزان MPa 463 به دست آمد که مربوط به فلت کربنی می‌باشد.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Manufacturing and Evaluation of Mechanical Properties of Aluminum Matrix Composites Reinforced with Continuous Carbon Fibers Using Melting and Casting Process

نویسندگان [English]

  • Ali Alizadeh 1
  • Seyed Ehsan Nasiri 2
  • Mohsen Heydari Beni 3

1 Faculty of Materials and Manufacturing Technologies, Malek Ashtar University of Technology, Tehran, Iran.

2 Faculty of Materials and Manufacturing Technologies, Malek Ashtar University of Technology, Tehran, Iran.

3 Faculty of Materials and Manufacturing Technologies, Malek Ashtar University of Technology, Tehran, Iran.

چکیده [English]

In this research, aluminum reinforced continuous carbon fibre composite, was produced with A356 aluminum alloy and PAN base carbon fibre and carbon felt and then flexural and tensile strength properties has been investigated. For this purpose, at the first carbon fibre were coated with a different thickness of nickel layers by electroless method, and the effect of nickel layer thickness on surface condition and tensile strength of the carbon fibre were investigated. Composite samples with0.3 volume fraction of felt and fiber, were produced using nickel coated and uncoated carbon fibre by squeeze casting method. Samples were made at 30 Mpa applied pressure and the microstructure and flexural and tensile strength of them were investigated. The study of coated carbon fibre’s surface condition, showed that the minimum thickness required to form a continuous coating of nickel on carbon fibre is about 0.5µm. The increment of the thickness of coating layer, decreased the overall strength of the fibre. The study of tensile strength of composite samples made using nickel coated and uncoated carbon felt and fibre, showed that the nickel coating has a strong effect on tensile strength of the composite and causes increment in tensile strength as many as three times. For composite samples made with 0.3 volume fraction of nickel coated carbon fibre and felt, the maximum tensile strength was achieved in 30 Mpa applied pressure in amount of 463 Mpa Which is related to carbon felt.

کلیدواژه‌ها [English]

  • carbon fiber
  • pure aluminum
  • A356 Aluminum
  • nickel-phosphorus coating
  • Composite materials