نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی کارشناسی ارشد، مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی نوشیروانی بابل، بابل

2 دانشیار، مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی نوشیروانی بابل، بابل

چکیده

در این پژوهش، نانوکامپوزیت منیزیم- 20 درصد حجمی کاربید سیلیسیم به‌روش آسیاکاری مکانیکی تهیه شد. اثر زمان آسیاب بر مشخصه‌های ریزساختاری نانوکامپوزیت‌های حاصل شامل اندازه دانه، میزان کرنش شبکه، توزیع ذرات تقویت‌کننده و فازهای موجود توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی مجهز به طیف سنج اشعه ایکس و الگوی تفرق اشعه ایکس بررسی شد. اندازه دانه و میزان کرنش شبکه منیزیم به‌روش ویلیامسون – هال و با استفاده از میزان پهن شدگی پیک‌های منیزیم در الگوی تفرق اشعه ایکس محاسبه شد. نتایج به‌دست آمده نشان داد که آسیاکاری مکانیکی ترکیب پودری تا 25 ساعت آسیاب، منجر به تشکیل هیچ گونه ترکیب بین فلزی نشده است. همچنین نتایج آنالیز عنصری، توزیع نسبتا یکنواخت ذرات فاز تقویت‌کننده در زمینه منیزیم را بدون آگلومراسیون نشان داد که می‌توان نتیجه گرفت که روش آسیاکاری مکانیکی می‌تواند برای ساخت نانوکامپوزیت با 20 درصد حجمی ذرات کابید سیلیسیم استفاده شود. با این وجود، مشاهده ناخالصی آهن در نتایج آنالیز عنصری را می‌توان از نقاط ضعف این فرایند در ساخت کامپوزیت ذکر کرد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Effect of milling time on microstructural characteristics of Mg-20 %vol SiC composite produced by mechanical milling

نویسندگان [English]

  • Saeed Bemanifar 1
  • Mohammad Rajabi 2
  • Seyed Jamal Hoseinipoor 2

1 Department of Material Science and Engineering, Noshirvani University of Technology, Babol, Iran

2 Department of Material Science and Engineering, Noshirvani University of Technology, Babol, Iran

چکیده [English]

In the present study, Mg–20 vol% SiC nanocomposite powders were produced by mechanical milling. The effect of milling time on the microstructural characteristics of nanocomposite powders during mechanical milling was investigated. The structural evolution during milling was monitored using scanning electron microscopy (SEM), energy dispersive spectrometry (EDS), X-ray mapping and X-ray diffraction methods. Crystallite size and lattice strain of nanocomposite powders were estimated from the broadening of XRD peaks by Williamson-Hall equation. The results indicated that no intermetallic phases have been synthesized during ball milling; also X-ray map’s results exhibited a uniform distribution of reinforcement particles in magnesium matrix without any agglomeration. With all this taken into account, it can be demonstrated that mechanical milling can be used for producing Mg nanocomposite with 20 percent SiC particles. In spite of all that, the observation of Fe impurity in EDS results can be a weak point of mechanical alloying rout for fabricating Mg- 20% SiC nanocomposite

کلیدواژه‌ها [English]

  • Magnesium matrix nanocomposites
  • SiC
  • Mechanical milling
  • Microstructure

 [1] Mordike, B.L. and Ebert, T., “Magnesium: Properties-applications- potential”, Materials Science and Engineering A, Vol. 302, pp. 37-45, 2001.

[2] Ahmadifard, S. Shahin, N. Kazemi, S. Heidarpour, A. and Shirazi, A., “Fabrication of A5083/SiC Surface Composite By Friction Stir Processing and Its Characterization”, In Persian, Journal of Science and Technology of Composites, Vol. 2, No. 4, pp. 31-36, 2016.

[3] Khosravi, H. and Eslami-Farsani, R., “An Experimental Investigation Into The Effect Of Surface-Modified Silica Nanoparticles On The Mechanical Behavior Of E-Glass/Epoxy Grid Composite Panels Under Transverse Loading”, In Persian, Journal of Science and Technology of Composites, Vol. 3, No. 1, pp. 11-20, 2016.

 [4] Miracle, D.B., “Metal Matrix Composites - From Science to Technological Significance”, Composites Science and Technology, Vol. 65, pp. 2526-2540, 2005.

[5] Gustafson, T.W. Panda, P.C. Song, G. and Raj, R., “Influence Of Microstructural Scale on Plastic Flow Behavior Of Metal Matrix Composites”, Acta Materialia, Vol. 45, pp. 1633-1643, 1997.

[6] Mortensen, A. and Kouzeli, M., “Size Dependent Strengthening In Particle Reinforced Aluminium”, Acta Materialia, Vol. 50, pp. 39-51, 2002.

[7] Saravanan, R.A. and Surappa, M.K., “Fabrication and Characterisation Of Pure Magnesium-30 Vol. % Sic Particle Composite”, Materials Science and Engineering A, Vol. 276, pp. 108-116, 2000.

[8] Xi, Y.L. Chai, D.L. Zhang, W.X. and Zhou, J.E., “Ti6Al4V Particle Reinforced Magnesium Matrix Composite by Powder Metallurgy”, Materials Letters, Vol. 59, pp. 1831-1835, 2005.

[9] Nie, K.B. Deng, K.K. Wang, X.J. Gan, W.M. Xu, F.J. Wu, K. and Zheng, M.Y., “Microstructures And Mechanical Properties Of Sicp/AZ91 Magnesium Matrix Nanocomposites Processed By Multidirectional Forging”, Journal of Alloys and Compounds, Vol. 622, pp. 1018-1026, 2015.

[10] Liu, J. Suryanarayana, C. Ghosh, D. Subhash, G. and An, L., “Synthesis Of Mg–Al2O3 Nanocomposites By Mechanical Alloying”, Journal of Alloys and Compounds, Vol. 563, pp. 165–170, 2013.

[11] Williamson, G.K. and Hall, W.H., “X-ray Line Broadening From Filedaluminum And Wolfram”, Acta Metallurgica, Vol. 1, pp. 21-31, 1953.

[12] Suryanarayana, C. and Al-Aqeeli, N., “Mechanically Alloyed Nanocomposites”, Progress in Materials Science, Vol. 58, pp. 383-502, 2013.

[13] Suryanarayana, C., “Mechanical Alloying And Milling”, Progress in Materials Science, Vol. 46, pp. 1-184, 2001.

[14] Fogagnolo, J.B. Velasco, F. Robert, M.H. and Torralba, J.M., “Effect Of Mechanical Alloying On The Morphology, Microstructure And Properties Of Aluminium Matrix Composite Powders”, Materials Science and Engineering A, Vol. 342, pp. 131-143, 2003.

[15] Alizadeh, A. Taheri-Nassaj, E. and Baharvandi, H.R., “Preparation and Investigation Of Al–4% wt. B4C Nanocomposite Powders Using Mechanical Milling”, Bulletin of Material Science, Vol. 34, pp. 1039–1048, 2011.

[16] Razavi Tousi, S.S. Yazdani Rad, R. Salahi, E. Mobasherpour, I. and Razavi, M., “Production of Al–20 wt.% Al2O3 Composite Powder Using High Energy Milling”, Powder Technology, Vol. 192, pp. 346–351, 2009.