تأثیر گرافیت بر خواص مکانیکی و رفتار سایشی نانوکامپوزیت زمینه آلومینیوم

محورهای موضوعی : متالورژی پودر

الهام بخشی زاده ¹ , علی شکوه فر ² , اشکان ذوالریاستین ³ , مهدی خدایی ⁴

1 - دانشجوی مقطع دکتری دانشگاه صنعتی خواجه نصیر
2 - دانشکده مهندسی و علم مواد-دانشگاه خواجه نصیرالدین طوسی
3 - گروه مواد غیرفلزی-پژوهشگاه نیرو
4 - دانشگاه صنعتی خواجه نصیر طوسی

تاریخ دریافت : 1401/11/12 تاریخ پذیرش : 1403/03/31 تاریخ انتشار : 1402/12/14

کلید واژه: کامپوزیت زمینه آلومینیوم, گرافیت, سایش, خواص مکانیکی,

چکیده مقاله :

هدف از این پژوهش، مقایسه اثر درصد گرافیت (5-0 درصد وزنی) بر خواص مکانیکی و سایشی نانوکامپوزیت زمینه آلومینیوم است. ساخت نمونه­های بالک به روش آسیاکاری/ پرس گرم (دمای °C 420، فشار MPa 400، زمان h 1) انجام شد. با توجه به نتایج به‌دست‌آمده در این پژوهش، افزودن گرافیت به زمینه آلومینیوم تأثیر چشمگیری در بهبود خواص سایشی زمینه آلومینیوم ایجاد کرده است. بهترین عملکرد سایشی مربوط به نمونه کامپوزیت حاوی 5 درصد وزنی گرافیت بود که به میزان 62 درصد کاهش در نرخ سایش و 5/2 مرتبه کاهش در ضریب اصطکاک را نسبت به نمونه آلومینیوم تقویت نشده نشان داد. با وجود اینکه افزایش درصد گرافیت در محدوده 5-0 درصد وزنی به‌صورت پیوسته باعث بهبود در رفتار سایشی کامپوزیت می­شود، ولی افت هم‌زمان خواص مکانیکی (سختی و استحکام فشاری) و چگالی کامپوزیت در نمونه­های حاوی گرافیت مشاهده شد.

چکیده انگلیسی:

This study aims to compare the effect of graphite content (0–5 wt.%) on the mechanical and ‎tribological properties of aluminum matrix nanocomposites. The bulk samples were prepared ‎by the mechanical milling/hot pressing (temperature 420 °C/ pressure 400 MPa/ time 1h) ‎process. According to the obtained results in this work, the addition of graphite to an ‎aluminum matrix significantly improves the wear properties of aluminum (wear rate and ‎coefficient of friction). The best wear performance was obtained with the sample containing ‎‎5wt.% graphite, which showed a 62% reduction in the wear rate and a 2.5-fold reduction in ‎coefficient of friction compared to the unreinforced aluminum sample. Although increasing ‎the amount of graphite in the range of 0-5 wt.% leads to a continuous improvement in the ‎wear behavior of the composite material, it results in a simultaneous deterioration of the ‎mechanical properties (hardness and compressive strength) and the density of the Aluminum- ‎Graphite composites.‎

منابع و مأخذ:

[1] N. Greenwood & A. Earnshaw, "Chemistry of the Elements". Second ed, Pergamon Press. Pub, 1997.

[2] J. Praneeth & N. Naveen, "Aluminium Based Metal Matrix Composites: A Review of Reinforcement; Mechanical, Wear Properties". International Journal for Research in Applied Science & Engineering Technology, vol. 5, pp. 1232-1235, 2017.

[3] L. Yolshina, R. Muradymov & N. Molchanova, "Corrosion Behavior of Aluminum–Graphene and Aluminum–Graphite Composite Materials in a 3% NaCl Aqueous Solution". Russian Metallurgy (Metally), vol. 2, pp. 153-160, 2022.

[4] B. L. Dasari, M. Morshed, J. M. Nouri, D. Brabazon & S. Naher, "Mechanical Properties of Graphene Oxide Reinforced Aluminium Matrix Composites". Composites Part B: Engineering, vol. 145, pp. 136-144, 2018.

[5] M. Sambathkumar, R. Gukendran, T. Mohanraj, D. Karupannasamy, N. Natarajan & D. S. Christopher, "A Systematic Review on the Mechanical, Tribological, and Corrosion Properties of Al 7075 Metal Matrix Composites Fabricated through Stir Casting Process". Advances in Materials Science and Engineering, vol. 2023, pp. 1-17, 2023.

[6] E. Ghasali, R. Yazdani-rad, K. Asadian & T. Ebadzadeh, "Production of Al-SiC-TiC Hybrid Composites Using Pure and 1056 Aluminum Powders Prepared Through Microwave and Conventional Heating Methods". Journal of Alloys and Compounds, vol. 690, pp. 512-518, 2017.

[7] G. Chen, Y. Jin, H. Zhang, F. Han, Q. Chen, J. Xu & Z. Zhao, "Microstructures and Mechanical Properties of In-Situ Al3Ti/2024Al Composites After Solution and Subsequent Aging Treatment.". Materials Science and Engineering: A, vol. 724, pp. 181-188, 2018.
[8] ح. ص. وزیری، ع. شکوه¬فر و س. سید¬افقهی، "بررسی خواص میکروساختاری و مکانیکی نانوکامپوزیت پایه آلومینیوم تقویت شده با نانوذارت دی سولفیدتنگستن"، فرآیندهای نوین در مهندسی مواد، دوره 14، شماره 1، صفحه 13-1، 1399.

[9] د. داوودی، ا. ح. امامی و ع. سعیدی، "تولید و بررسی خواص مکانیکی پودر نانوکامپوزیت آلومینیوم 7014/آلومینا به روش آلیاژسازی مکانیکی"، فرآیندهای نوین در مهندسی مواد، دوره 9، شماره 4، صفحه 93-106، 1394.

[10] T. F. Stephenson, Rohatgi & P. A, Khan, "Aluminum Hybrid Composites Containing Nickel-Coated Graphite Particulate". Processing Properties and Applications of Cast Metal Matrix Composites, vol. 337, pp. 776-785, 1996.

[11] S. W. Ip, R. Sridhar, J. M. Toguri, T. F. Stephenson & A. E. M. Warner, "Wettability of Nickel Coated Graphite by Aluminum". Materials Science and Engineering: A, vol. 244, no. 1, pp. 31-38, 1998.

[12] J. A. E. Bell, T. F. Stephenson, A. E. M. Warner & V. Song, "Physical Properties of Graphitic Silicon Carbide Aluminum Metal Matrix Composites". SAE transactions, vol. 244, pp. 777-785, 1997.

[13] S. Suresh & B. Sridhara, "Wear Characteristics of Hybrid Aluminium Matrix Composites Reinforced with Graphite and Silicon Carbide Particulates". Composites Science and Technology, vol. 70, pp. 1652-1659, 2010.

[14] S. N. Alam & L. Kumar, "Mechanical Properties of Aluminium Based Metal Matrix Composites Reinforced with Graphite Nanoplatelets". Materials Science and Engineering: A, vol. 667, pp. 16-32, 2016.

[15] M. M. El-Sayed Seleman, M. M. Z. Ahmed & S. Ataya, "Microstructure and mechanical properties of hot extruded 6016 aluminum alloy/graphite composites". Journal of materials science & Technology, vol. 34, pp. 1580-1591, 2018.

[16] X. Zeng, J. Yu, D. Fu, H. Zhang & J. Teng, "Wear Characteristics of Hybrid Aluminum-Matrix Composites Reinforced with Well-Dispersed Reduced Graphene Oxide Nanosheets and Silicon Carbide Particulates". Vacuum, vol. 155, pp. 364-375, 2018.



[17] K. Naplocha & K. Granat, "Wear Performance of Aluminium/Al 2 O 3/C Hybrid Composites". Archives of Materials Science, vol. 29, pp. 81-88, 2008.

[18] V. Mohanavela, K. Rajan, S. Suresh Kumar, G. Vijayan & M. S. Vijayanand, "Study on Mechanical Properties of Graphite Particulates Reinforced Aluminium Matrix Composite Fabricated by Stir Casting Technique". Materials Today: Proceedings, vol. 5, pp. 2945-2950, 2018.

[19] M. I. Flores-Zamora, I. Estrada-Guel, J. Gonz´alez-Hern´andez, M. Miki-Yoshida & R. Mart´ınez-S´anchez, "Aluminum–Graphite Composite Produced by Mechanical Milling and Hot Extrusion". Journal of Alloys and Compounds, vol. 434, pp. 518-521, 2007.

[20] R. D. Lara, I. Estrada, G. Hinojosa, R. Flores, J. M. Herrera & R. Martínez, "Synthesis of Aluminum Alloy 7075-Graphite Composites by Milling Processes and Hot Extrusion". Journal of Alloys and Compounds, vol. 509, pp. 284-289, 2011.

[21] T. Tayeh & et al., "Hardness and Young's modulus behavior of Al composites reinforced by nanometric TiB2 elaborated by mechanosynthesis". Materials Science and Engineering: A, vol. 591, pp. 1-8, 2014.

[22] A. Wąsik, B. Leszczyńska-Madej & M. Madej, "Hot extruded Al5SiC-graphite composites: Effect of graphite on microstructure, flexural, compressive and wear resistance behavior". Journal of Manufacturing Processes, vol. 95, pp. 266-274, 2023.

[23] G. E. Dieter & D. Bacon, Mechanical metallurgy. Vol. 3. 1976: McGraw-hill New York.

[24] P. Senthilkumar, R. Manimaran & Y. Krishna Reddy, Evaluation of mechanical properties of hybrid Al7009 nanocomposite. Energy Sources, Part A: Recovery, Utilization, and Environmental Effects, vol. 43, pp. 216-224, 2021.

[25] H. P. Klug & L. E. Alexander, "X-ray Diffraction Procedures: for Polycrystalline and Amorphous Materials". 2nd Edition, Wiley Pub., 1974.

[26] H. Faleh, N. Muna & F. Ştefănescu, "Properties and applications of aluminium-graphite composites". Advanced Materials Research, vol. 1128, pp. 134-143, 2015.



[26] E. Omrani, A. Dorri, P. L. Menezes & P. K. Rohatgi, "Influences of Graphite Reinforcement on the Tribological Properties of Self-Lubricating Aluminum Matrix Composites for Green Tribology, Sustainability, and Energy Efficiency—a Review". The International Journal of Advanced Manufacturing Technology, vol. 83, pp. 325-346, 2016.

[27] M. Tabandeh-Khorshid, E. Omrani, P. L. Menezes & P. K. Rohatgi, "Tribological Performance of Self-Lubricating Aluminium Matrix Nanocomposites: Role of Graphene Nanoplatelets". Eng. Sci. Technol. Int J, vol. 19, pp. 463-469, 2016.

متن کامل:



فرآیندهای نوین در مهندسی مواد، سال هجدهم –  شماره اول –  بهار 1403 (شماره پیاپی 68)، ص­ص. 39-49
	فصلنامه علمی پژوهشی فرآیندهای نوین در مهندسی مواد ma.iaumajlesi.ac.ir

تأثیر گرافیت بر خواص مکانیکی و رفتار سایشی نانوکامپوزیت زمینه آلومینیوم

 

مقاله پژوهشی

 الهام بخشی­زاده 1، علی شکوه­فر2، اشکان ذوالریاستین3، مهدی خدایی4*

 

1- دانشجوی دکتری، مهندسی مواد، آزمایشگاه مواد پیشرفته و نانوتکنولوژی، دانشگاه صنعتی خواجه‌نصیرالدین طوسی، تهران.

2- استاد، مهندسی مواد، آزمایشگاه مواد پیشرفته و نانوتکنولوژی، دانشگاه صنعتی خواجه‌نصیرالدین طوسی، تهران.

3- استادیار، گروه پژوهشی مواد غیرفلزی، پژوهشگاه نیرو، تهران.

4- استادیار، مهندسی مواد، آزمایشگاه مواد پیشرفته و نانوتکنولوژی، دانشگاه صنعتی خواجه‌نصیرالدین طوسی، تهران.

* [e-mail]

 

 

اطلاعات مقاله		چکیده
دریافت: 23/12/1401 پذیرش: 19/03/1402		هدف از این پژوهش، مقایسه اثر درصد گرافیت (5-0 درصد وزنی) بر خواص مکانیکی و سایشی نانوکامپوزیت زمینه آلومینیوم است. ساخت نمونه­های بالک به روش آسیاکاری/ پرس گرم (دمای °C 420، فشار MPa 400، زمان h 1) انجام شد. با توجه به نتایج به‌دست‌آمده در این پژوهش، افزودن گرافیت به زمینه آلومینیوم تأثیر چشمگیری در بهبود خواص سایشی زمینه آلومینیوم ایجاد کرده است. بهترین عملکرد سایشی مربوط به نمونه کامپوزیت حاوی 5 درصد وزنی گرافیت بود که به میزان 62 درصد کاهش در نرخ سایش و 5/2 مرتبه کاهش در ضریب اصطکاک را نسبت به نمونه آلومینیوم تقویت نشده نشان داد. با وجود اینکه افزایش درصد گرافیت در محدوده 5-0 درصد وزنی به‌صورت پیوسته باعث بهبود در رفتار سایشی کامپوزیت می­شود، ولی افت هم‌زمان خواص مکانیکی (سختی و استحکام فشاری) و چگالی کامپوزیت در نمونه­های حاوی گرافیت مشاهده شد.
کلید واژگان: کامپوزیت زمینه آلومینیوم گرافیت سایش خواص مکانیکی

 

Effect of Graphite on the Mechanical Properties and Tribological Behavior of Aluminum Matrix Nanocomposite

 

Elham Bakhshizade1, Ali Shokuhfar2, Ashkan Zolriasatein3, Mehdi khodaei4*

1-Ph.D Student, Advanced Materials and Nanotechnology Research Laboratory, Faculty of Materials Science and Engineering, K.N. Toosi University of Technology, Iran.

2- Professor, Advanced Materials and Nanotechnology Research Laboratory, Faculty of Materials Science and Engineering, K.N. Toosi University of Technology, Iran.

3- Assistant Professor, Non-metallic Materials Research Group, Niroo Research Institute, Iran.

4- Assistant Professor, Advanced Materials and Nanotechnology Research Laboratory, Faculty of Materials Science and Engineering, K.N. Toosi University of Technology, Iran.

* [e-mail]

 

Abstract		Article Information
This study aims to compare the effect of graphite content (0–5 wt.%) on the mechanical and tribological properties of aluminum matrix nanocomposites. The bulk samples were prepared by the mechanical milling/hot pressing (temperature 420 °C/ pressure 400 MPa/ time 1h) process. According to the obtained results in this work, the addition of graphite to an aluminum matrix significantly improves the wear properties of aluminum (wear rate and coefficient of friction). The best wear performance was obtained with the sample containing 5wt.% graphite, which showed a 62% reduction in the wear rate and a 2.5-fold reduction in coefficient of friction compared to the unreinforced aluminum sample. Although increasing the amount of graphite in the range of 0-5 wt.% leads to a continuous improvement in the wear behavior of the composite material, it results in a simultaneous deterioration of the mechanical properties (hardness and compressive strength) and the density of the Aluminum- Graphite composites.		Original Research Paper Doi:
		Keywords: Aluminum Matrix Composite Graphite Wear Mechanical Properties

 

 

1- مقدمه

 

امروزه آلومینیوم پس از آهن پرکاربردترین فلز در جهان است. یکی از دلایل اصلی انتخاب آلومینیوم به‌عنوان یک فلز رایج در صنعت، فراوانی این ماده در پوسته زمین است به‌طوری‌که 8 درصد جرم زمین را تشکیل می­دهد. مدول یانگ GPa 70، سختی MPa 350-160، نقطه ذوب °C 3/660 از ویژگی­های فلز آلومینیوم است. شکل­پذیری بالا، چگالی کم ( g/m37/2) و هدایت حرارتی بالا (W/mK 237) از دلایل کاربرد روزافزون این فلز و آلیاژ­های آن بشمار می­رود. صرف­نظر از مزایای ذکر شده، تنش تسلیم آلومینیوم پایین است و سختی و مقاومت به سایش آن برای کاربرد­های تریبولوژیکی خاص کافی نیست و درخواست­ها برای بهبود هرچه بیشتر خواص آلیاژهای آلومینیوم روبه افزایش است [1-3].

ساخت کامپوزیت­های زمینه فلزی به دلیل پتانسیل بهبود مشخصاتی همچون مدول الاستیک، سختی، استحکام، دمای کاری، مقاومت به خزش و خستگی حرارتی، مقاومت به سایش، کاهش وزن و هدایت الکتریکی و حرارتی، روشی مؤثر در بهبود خواص فلزات است. در این میان کامپوزیت­های زمینه آلومینیومی به دلیل فراهم کردن خواص مطلوبی همچون مقاومت به سایش، چگالی کم و استحکام بالا، پایداری ابعادی و سفتی مطلوب در صنایع مختلف از جمله صنایع اتومبیل­سازی و هوافضا کاربرد پیدا کرده­اند [4-7].

مطالعات زیادی برای بررسی اثر تقویت­کننده­های مختلف با مشخصات متفاوت بر خواص کامپوزیت­های زمینه آلومینیومی انجام شده است [8-9]. ساختارهای کربنی از جمله گرافیت، تقویت­کننده­های مناسبی برای بهبود خواص کامپوزیت­های زمینه آلومینیومی از جمله خواص سایشی آن­ها می­باشد. گرافیت از نظر شیمیایی خنثی، هادی جریان برق و مقاوم به خوردگی است. آلومینیوم تقویت شده با گرافیت به‌عنوان گزینه­ای امیدبخش در کاربردهای مهندسی توسعه یافته است و تحقیقات زیادی در این زمینه انجام شده است. از جمله مشکلات تولید این کامپوزیت­ها به روش ریخته­گری، عدم ترشوندگی کربن توسط مذاب آلومینیوم، اختلاف چگـالی کربن و آلیـاژ و همچنین رخ دادن واکنش­های ناخواسته در فصل مشتـرک مذاب و گرافیت است. از طرفی انحلال­پذیری کربن در آلومینیوم در حالت تعادلی حدود 03/0 درصد اتمی است و گرافیت در دمای کم­تر از °C 1100 ترشوندگی خوبی توسط مذاب آلومینیوم ندارد. از این رو تولید کامپوزیت­های آلومینیوم با غلظت کربن بیشتر از حد تعادلی یک چالش جدی است. با توجه به محدودیت­های ذکر شده، استفاده از روش متالورژی پودر به دلیل کنترل ریزساختار فاز­ها و دمای پایین فرآیند ترجیح داده می­شود. از مزایای تولید نانوکامپوزیت­ها در حالت جامد امکان افزودن حجم زیاد فاز تقویت­کننده با توزیع یکنواخت در فاز زمینه است. گرافیت می­تواند به‌عنوان یک عامل روانکار عالی در شرایط اصطکاکی عمل کند. همچنین می­تواند یک فاز تقویت­کننده مناسب برای بهبود خواص مکانیکی و سایشی در کامپوزیت­های سنتز شده به روش آسیاکاری مکانیکی باشد [12-10]. مطابق پژوهش انجام شده توسط لین و همکارانش1، کامپوزیت آلومینیوم- گرافیت (در محدوده 6-0 درصد وزنی گرافیت) مقاومت به سایش بسیار خوبی از خود نشان داد و دلیل آن تشکیل لایه سطحی گرافیت و جلوگیری از تماس مستقیم سطح کامپوزیت و پین سایش بیان شد [13]. در یک پژوهش دیگر انجام شده آلومینیوم تقویت­شده با ذرات گرافیت پراکنده شده به روش متالورژی پودر تولید شد. نتایج نشان داد که افزودن 1 درصد وزنی گرافیت به زمینه آلومینیومی باعث افزایش سختی و مقاومت به سایش کامپوزیت شده است [14]. افزایش 10 برابری مقاومت به سایش کامپوزیت زمینه A6061 تقویت­شده با 20 درصد وزنی گرافیت تولید شده به روش پرس سرد/ تف­جوشی و اکستروژن داغ از نتایج قابل توجه ارائه شده توسط سلمان و همکارانش2 بود. مقدار، شکل و اندازه ذرات و همچنین نحوه توزیع فاز تقویت‌کننده از عوامل مهم تعیین­کننده رفتار مکانیکی و تریبولوژیکی کامپوزیت­هاست [15]. نتایج نشان می­دهد با اینکه افزایش درصد گرافیت باعث بهبود مقاومت به سایش کامپوزیت­های زمینه فلزی می­شود ولی استفاده از ذرات درشت گرافیت و همچنین مقادیر بالای آن، منجر به تضعیف رفتار مکانیکی از جمله سختی، استحکام تسلیم و استحکام نهایی کامپوزیت خواهد شد [16-18]. برای مثال در پژوهش انجام شده توسط فلورس و همکارانش3، با افزایش درصد گرافیت تا 1 درصد وزنی، استحکام تسلیم و استحکام کششی زمینه آلومینیوم به ترتیب 25 و 30 درصد افزایش نشان داد [19]. طور مشابه در یک پژوهش دیگر نیز افزودن 5/1 درصد وزنی گرافیت به زمینه A7075 بهبود سختی، استحکام تسلیم و همچنین استحکام نهایی آلومینیوم مشاهده شد [20]. این در حالی است که با توجه به نتایج مربوط به پژوهش انجام شده در سال 2018 استفاده از مقادیر بالای گرافیت (20 درصد وزنی) به‌عنوان فاز تقویت­کننده، با اینکه بهبود مقاومت به سایش کامپوزیت مشاهده می­شود اما کاهش قابل توجه استحکام کششی و استحکام شکست را در پی خواهد داشت [15]. در این تحقیق سعی شده است که تأثیر درصد گرافیت بر خواص مکانیکی و تریبولوژیکی به‌صورت هم‌زمان مورد بررسی قرار گیرد. در این مقاله تأثیر افزودن ذرات گرافیت بر مشخصات کامپوزیت زمینه آلومینیومی در مقادیر 0، 1، 3 و 5 درصد وزنی مورد بررسی قرار گرفت. برای سنتز کامپوزیت مورد نظر از پودر آلومینیوم و گرافیت با درصد خلوص بالا و روش آسیاکاری/ پرس گرم استفاده شد. مطابق نتایج به‌دست‌آمده وجود ذرات گرافیت در بهبود رفتار سایشی آلومینیوم تأثیر بسزایی دارد. 62 درصد کاهش در نرخ سایش و 5/2 مرتبه کاهش در ضریب اصطکاک آلومینیوم از نتایج به‌دست‌آمده در این پژوهش بود.

 

2- مواد و روش تحقیق

2-1- مواد اولیه

در این پژوهش از پودرهای آلومینیوم (اندازه ذرات < μm 63، درصد خلوص > 9/99 درصد، خریداری شده از شرکت مرک) و گرافیت (اندازه ذرات < μm 100، درصد خلوص > 99 درصد، خریداری شده از شرکت استیفن) استفاده شد. تصاویر پودرهای آلومینیوم و گرافیت اولیه در شکل (1) آورده شده است. همان‌طور که از شکل (1 الف) قابل‌مشاهده است، ذرات پودر آلومینیوم اولیه مورفولوژی شبه کروی دارند. در شکل (1 ب) نیز ساختار لایه­ای گرافیت مشاهده می­شود.

 

(الف)

ساختار لایه­ای گرافیت   (ب)

شکل (1): تصاویر میکروسکوپ الکترونی: الف) پودر آلومینیوم و ب) پودرگرافیت.

 

2-2- فرآیند آماده­سازی و ساخت

برای ساخت نانوکامپوزیت Al-Gr پودر گرافیت در مقادیر 1، 3 و 5 درصد وزنی، توزین و به پودر آلومینیوم اضافه شد. فرآیند آسیاکاری مخلوط پودرها در آسیاب پرانرژی اسپکس4 8000M انجام شد. نسبت گلوله به پودر 10 به 1 و جنس گلوله و کاپ فولادی در نظرگرفته شد. مقدار 2 درصد وزنی استئاریک اسید نیز به‌عنوان عامل کنترل فرآیند به مخلوط پودرها اضافه شد. در نهایت مخلوط پودرهای آسیاب شده توسط فرآیند پرس گرم به نمونه‌های بالک استوانه­ای شکل با نسبت ارتفاع به قطر 5/1 تبدیل شد. فرآیند پرس گرم توسط دستگاه پرس تک محوره با ظرفیت ton 40 تحت فشار MPa 400 شد. جهت کاهش اثر اکسیژن در محیط، تمامی مراحل ساخت کامپوزیت تحت اتمسفر محافظ گاز آرگون انجام شد.

 

2-3- آزمون­ها و روش­های مشخصه­یابی

بررسی مورفولوژی ذرات پودر و تعیین آنالیز شیمیایی آن­ها توسط دستگاه میکروسکوپ الکترونی روبشی FESEM-TESCAN مدل MIRA3 مجهز به ایدکس انجام شد. به‌منظور بررسی فازی نمونه‌ها از آنالیز پراش اشعه ایکس (XRD) مجهز به لامپ مس استفاده شد. چگالی نمونه­ها به روش ارشمیدسی و به‌وسیله ترازو با دقت 001/0 گرم تعیین شد. میکروسختی سنجی به روش ویکرز با نیروی gf 50 و زمان اعمال بار s 10 مطابق با استاندارد ASTM E384-99 توسط دستگاه سختی­سنج بوهلر مدل Micromet II انجام شد. آزمون فشار با نرخ کرنش mm/min 5/0 مطابق با استاندارد ASTM E9-09 انجام شد. آزمون سایش به روش پین روی دیسک در فاصله m 1000 و سرعت m/s 2/0 توسط پین فولادی با سختی RC 54 انجام شد.

 

3- نتایج و بحث

3-1- بررسی ساختاری و فازی

شکل (2) الگوی پراش اشعه ایکس برای پودرهای اولیه و نمونه بالک پرس شده با 5 درصد وزنی گرافیت را نشان می­دهد. بـا توجه بـه الگوی پـراش، تمامی پیک­هـا در نمونه­های کامپوزیتی مربوط به اجزای اولیه کامپوزیت است و واکنشی بین اجزای مخلوط رخ نداده است. همان‌گونه که مشاهده می­شود، پیک اضافه­ای که نشان‌دهنده واکنش بین اجزا و یا وجود ناخالصی ناشی از آسیاب و اتمسفر باشد، تشکیل نشده است.

 

شکل (2): الگوی پراش اشعه ایکس آلومینیوم، گرافیت و کامپوزیت بالک حاوی 5 درصد وزنی گرافیت.

 

3-2- تغییرات چگالی

نمودار نشان داده شده در شکل (3) تغییرات چگالی نمونه تقویت نشده و نمونه­های کامپوزیتی با درصدهای مختلف گرافیت را نشان می­دهد. برای محاسبه چگالی ارشمیدسی و چگالی نسبی از روابط 1 تا 3 استفاده ­شده است:

 

(1)	ρc = Xrρr + (1-Xr)ρm
(2)	ρa = () ρo
(3)	ρr = (ρa / ρc) × 100

 

در روابط فوق ρc،ρa  و ρr  به ترتیب چگالی تئوری، چگالی ارشمیدسی و چگالی نسبی کامپوزیت است. Xr کسر حجمی تقویت‌کننده و ρo چگالی آب مقطر در دمای محیط است. Wa و Wb نیز به ترتیب وزن نمونه معلق در هوا و آب مقطر را نشان می­دهد. برای به دست آوردن مقادیر چگالی نسبی ابتدا مطابق روابط 1 و 2 مقادیر چگالی تئوری و چگالی ارشمیدسی را محاسبه کرده و در نهایت به کمک رابطه 3 مقدار چگالی نسبی به دست می­آید. همان‌گونه که از رابطه 1 نیز انتظار می­رود با افزایش درصد گرافیت چگالی کامپوزیت کاهش پیدا می­کند (به دلیل کم­تر بودن چگالی گرافیت نسبت به چگالی آلومینیوم). علاوه بر کمتر بودن چگالی گرافیت نسبت به فلز آلومینیوم، به دلیل اختلاف زیاد نقطه ذوب گرافیت و آلومینیوم، افزایش درصد فاز تقویت­کننده قابلیت زینتر شدن مخلوط پودری را کاهش می­دهد. در نتایج به‌دست‌آمده در شکل (3) نیز این روند با افزایش درصد گرافیت مشاهده می­شود. در پژوهش­های­ مشابه انجام شده کاهش چگالی کامپوزیت آلومینیوم با افزایش درصد گرافیت گزارش شده است [15].

 

 

شکل (3): تغییرات چگالی نسبی آلومینیوم تقویت نشده و کامپوزیت­های حاوی گرافیت با درصد وزنی متفاوت.

 

رابطه 4 کسر حجمی تخلخل­های موجود در یک نمونه کامپوزیتی را نشان می­دهد. در این رابطه ρ میانگین چگالی ارشمیدسی و چگالی ظاهری نمونه کامپوزیتی است و X کسر حجمی فاز تقویت­کننده را نشان می­دهد [21]. مطابق این رابطه با افزایش درصد ذرات تقویت­کننده، چگالی نمونه کامپوزیتی کاهش پیدا می­کند.

 

(4)	ρc = Xrρr + (1-Xr)ρm

 

شکل (4) نقشه توزیع عنصر کربن را در کامپوزیت­های حاوی 1، 3 و 5 درصد وزنی گرافیت توسط آنالیز شیمیایی ایدکس نشان می­دهد. نقشه توزیع عنصر کربن به خوبی نشان می­دهد که با افزایش درصد کربن، توزیع کاملاً غیریکنواختی از اتم­های کربن ایجاد می­شود. کلوخه­ شدن ذرات تقویت­کننده در مقادیر بالا به دلایل ترمودینامیکی و جهت کاهش انرژی آزاد سطحی رخ می­دهد [22].

(الف)

(ب)

(ج)

شکل (4): نقشه توزیع عنصر کربن در کامپوزیت­های آلومینیوم-گرافیت حاوی الف) 1 درصد وزنی گرافیت، ب) 3 درصد وزنی گرافیت و ج) 5 درصد وزنی گرافیت.

 

 

 

 

 

 

 

 

3-3- بررسی خواص مکانیکی

3-3-1- تغییرات میکروسختی

تغییرات میکروسختی نمونه­های بالک برحسب درصد وزنی گرافیت در شکل (5) نشان داده شده است.

 

 

شکل (5): تأثیر درصد وزنی گرافیت بر میکروسختی کامپوزیت­های بالک آلومینیوم-گرافیت.

 

با توجه به این نمودار، افزایش درصد گرافیت منجر به کاهش سختی کامپوزیت می­شود. گرافیت ماهیتاً یک فاز نرم با سختی پایین است از این رو افزایش درصد گرافیت کاهش سختی کامپوزیت را در پی خواهد داشت. مطابق رابطه 5 سختی کامپوزیت­ها با افزایش درصد گرافیت با سختی کمتر از فاز زمینه کاهش پیدا می­کند [23]. با افزایش بیشتر درصد گرافیت و آگلومره شدن ذرات آن افت سختی مشهود خواهد بود. تغییرات سختی با نتایج مربوط به تغییرات چگالی نیز همخوانی دارد. با افزایش درصد گرافیت و کاهش چگالی کامپوزیت (افزایش درصد تخلخل) سختی کامپوزیت کاهش پیدا خواهد کرد.

 

(5)	HC= Hmfm + Hrfr

 

در پژوهش انجام شده توسط الم و همکارانش5 مشخصات کامپوزیت آلومینیوم-گرافیت در مقادیر 5-0 درصد وزنی گرافیت بررسی شد. مطابق نتایج ارائه شده سختی کامپوزیت، با افزایش مقدار گرافیت تا 1 درصد وزنی افزایش نشان داد اما در مقادیر 5-1 درصد وزنی با افزایش درصد گرافیت افت سختی مشاهده شد. در این پژوهش عنوان شد که در مقادیر کم گرافیت (تا 1 درصد وزنی) توزیع یکنواخت و مطلوب گرافیت در زمینه آلومینیوم وجود دارد و ذرات گرافیت به‌عنوان مانعی در برابر رشد دانه­ها در مرحله زینترینگ عمل کرده و از این رو سختی افزایش پیدا می­کند. در مقادیر بالاتر گرافیت (5-1 درصد وزنی) آگلومره شدن ذرات گرافیت هم‌زمان با کاهش چگالی عامل افت سختی بیان شد [14].

 

3-3-2- بررسی رفتار فشاری

نمودار تغییرات استحکام تسلیم و استحکام فشاری نمونه­های بالک در شکل (6) نشان داده شده است.

 

 

شکل (6): تغییرات استحکام تسلیم و استحکام نهایی آلومینیوم تقویت نشده و کامپوزیت­های آلومینیوم-گرافیت.

 

عوامل مختلفی در تعیین استحکام کامپوزیت­ها مؤثر است. چگـالی یکی از عوامل مؤثر بر خواص مکانیکی کامپوزیت­هاست [24]. با کاهش چگالی افت استحکام در کامپوزیت­ها مشاهده می­شود. توزیع غیریکنواخت فاز تقویت­کننده نیز از عوامل تضعیف خواص مکانیکی کامپوزیت­ها معرفی شده است [14]. همان‌طور که از شکل (6) نیز قابل‌مشاهده است، با افزایش درصد گرافیت افت استحکام تسلیم و استحکام نهایی مشاهده می­شود. رفتار مشابه در تغییر خواص مکانیکی کامپوزیت­های حاوی گرافیت در مقالات مشابه نیز گزارش شده است [25]. در یک پژوهش انجام شده دلیل افت استحکام فشاری کامپوزیت زمینه آلومینیوم حاوی گرافیت حتی با وجود افزایش سختی، تغییر در مد شکست ناشی از حضور گرافیت بیان شده است [15]. در برخی از پژوهش­های مرتبط با کامپوزیت­های آلومینیوم-کربن، گاهاً افزایش درصد تقویت­کننده به صورت پیوسته منجر به افزایش سختی و استحکام نمونه­ها شده است. در این پژوهش­ها بسته به ترکیب شیمیایی زمینه و فرآیند تولید، تشکیل فازهای جدید از جمله Al4C3 یکی از عوامل بهبود خواص مکانیکی گزارش شده است [15]. همان‌گونه که پیش­تر نیز بیان شد، مطابق الگوی پراش اشعه ایکس، در این پژوهش فاز یا فازهای جدیدی در فرآیند ساخت نمونه­های بالک تشکیل نشده است.

 

3-4- بررسی ضریب اصطکاک و رفتار سایشی

شکل (7) تغییرات خواص سایشی نمونه­های بالک را در مقادیر مختلف گرافیت نشان می­دهد. نکته قابل توجه در شکل­ (7 الف)، تفاوت بارز نمودار تغییرات ضریب اصطکاک برای نمونه آلومینیوم تقویت نشده نسبت به سایر نمونه­های کامپوزیتی حاوی گرافیت است. در شکل (7 الف) با پیشروی آزمون سایش، افزایش ناگهانی در ضریب اصطکاک نمونه تقویت نشده رخ می­دهد. همان‌گونه که مشاهده می­شود، تغییرات شدید در نمودار ضریب اصطکاک آلومینیوم خالص، حتی با افزودن تنها 1 درصد وزنی گرافیت به‌صورت مشهود کم می­شود. با توجه به شکل (7 ب)، با افزایش درصد گرافیت، ضریب اصطکاک میانگین نمونه­های کامپوزیتی حاوی گرافیت کاهش یافته و از میزان نوسانات نمودارها در طول مسافت آزمون سایش کم می­شود.

کوچک‌ترین ضریب اصطکاک مربوط به نمونه حاوی 5 درصد وزنی گرافیت است که تقریباً 5/2 برابر کوچک‌تر از ضریب اصطکاک نمونه آلومینیوم تقویت نشده است. با افزایش درصد گرافیت، سطح تماس پین سایش و کامپوزیت کاهش پیدا کرده و منجر به کاهش ضریب اصطکاک می­شود [26]. همان‌گونه که از شکل (7 ج) نیز مشخص است، با افزایش درصد گرافیت، نرخ سایش نمونه­ها کاهش پیدا می­کند. بیشترین نرخ سایش مربوط به نمونه آلومینیوم تقویت­ نشده است. نرخ سایش نمونه حاوی 5 درصد وزنی گرافیت تقریباً 62 درصد کمتر از نرخ سایش نمونه آلومینیوم تقویت نشده بود. در پژوهش­های مشابه، تشکیل لایه محافظ سطحی گرافیت عامل اصلی بهبود رفتار سایشی کامپوزیت­های تقویت­شده با گرافیت عنوان شده است [26].

 

 

(الف)

 

(ب)

 

(ج)

شکل (7): الف) تغییرات ضریب اصطکاک، ب) مقادیر میانگین ضریب اصطکاک، ج) نرخ سایش نرمالیزه شده نمونه­های بالک به‌عنوان تابعی از درصد وزنی گرافیت در نیروی N 1.

 

سایش چسبان و خراشان دو مکانیزم رایج در سایش در نظر گرفته شده­اند. وجود خطوط و شیارهای ناشی از حرکت پین روی سطح سایش نشان‌دهنده مکانیزم خراشان در شرایط آزمون سایش است. در سایش چسبان، تغییر شکل پلاستیک ایجاد شده روی سطح سایش منجر به ایجاد اتصالات موضعی می­شود. این اتصالات در اثر لغزش موضعی بین دو سطح سایش گسیخته شده و انتقال ماده از سطحی به سطح دیگر رخ می­دهد. نوسانات موجود در نمودار آزمون سایش به وجود مکانیزم چسبان در سایش نسبت داده می­شود [14].

 

شیارهای عمیق سایش   (الف)

لایه گرافیت   (ب)

شکل (8): تصاویر الکترونی از سطوح سایش الف) سطح نمونه آلومینیوم تقویت نشده، ب) سطح کامپوزیت حاوی 5 درصد وزنی گرافیت.

 

با توجه به نوسانات شدید در نمودار شکل (7 الف) مربوط به نمونه آلومینیوم تقویت نشده و وجود شیارهای عمیق ناشی از حرکت پین روی سطح نمونه در شکل (8 الف) می­توان گفت در این نمونه هر دو مکانیزم سایش چسبان و خراشان وجود دارند. با توجه به کاهش نوسانات در نمودار شکل (7 الف) برای نمونه­های حاوی گرافیت، ظاهراً در نمونه­های کامپوزیتی مکانیزم چسبان مکانیزم غالب نیست و سایش خراشان مکانیزم اصلی در سایش است.

گرافیت یک ماده روانکار جامد است که می­تواند در کاهش ضریب اصطکاک سطوح تحت سایش مؤثر باشد. ذرات گرافیت در اثر سایش پین روی سطح نمونه از سطح جدا شده و تشکیل لایه محافظ سطحی می­دهند. این لایه از تماس مستقیم پین فولادی و سطح نمونه کاسته و از تغییرات پلاستیک شدید روی سطح نمونه کم می­کند و از این طریق بر کاهش ضریب اصطکاک تأثیر می­گذارد [27-28]. پوشش­دهی سطح سایش توسط لایه­ی محافظ گرافیت در شکل (8 ب) مشاهده می­شود. در این شکل اثری از شیارها و خطوط عمیق سایش ناشی از حرکت پین روی سطح دیده نمی­شود. همان‌گونه که پیش­تر نیز بیان شده، در صورت وجود گرافیت و تشکیل لایه محافظ سطحی، از اثر تخریبی ناشی از حرکت پین فولادی روی سطح سایش کاسته شده و طبیعتاً میزان کاهش وزن ایجاد شده در آزمون سایش کاهش پیدا خواهد کرد. از این رو با افزایش درصد گرافیت نرخ سایش محاسبه شده برای کامپوزیت­های حاوی گرافیت کمتر خواهد شد. کاهش نرخ سایش ایجاد شده در اثر افزایش درصد گرافیت، در تطابق با کاهش ضریب اصطکاک نمونه­های حاوی گرافیت در شکل (7 ج) است.

شکل (9) مورفولوژی ذرات دبریز حاصل از آزمون سایش برای نمونه آلومینیوم تقویت نشده و نمونه کامپوزیتی حاوی 5 درصد وزنی گرافیت را نشان می­دهد. غیریکنواختی در ابعاد دبریزهای مربوط به نمونه آلومینیوم تقویت نشده در شکل (9) الف نشان داده شده است. در این شکل ذرات دبریز با ابعاد بیشتر از 100 و کمتر از μm 10 وجود دارد. این در حالی است که دبریزهای سایش نمونه حاوی 5 درصد گرافیت (با مقاومت به سایش بالاتر)، ابعاد کوچک‌تر با توزیع یکنواخت­تری از اندازه ذرات نسبت به نمونه آلومینیوم تقویت نشده دارند.

ابعاد غیریکنواخت دبریزها

 

(الف)

 

(ب)

شکل (9): تصاویر میکروسکوپ الکترونی از دبریزهای حاصل از آزمون سایش: الف) دبریز نمونه آلومینیوم تقویت نشده، ب) دبریز کامپوزیت حاوی 5 درصد وزنی گرافیت.

 

با توجه به افزایش موضعی دمای سطح نمونه در آزمون سایش شرایط برای تشکیل Al2O3 فراهم می­شود. نتایج ایدکس در شکل (10) وجود اکسید آلومینیوم در ترکیب شیمیایی دبریزها را تأیید می­کند. وجود مقادیر اندک آهن در ترکیب شیمیایی دبریز سایش می­تواند مربوط به استفاده از پین فولادی و یا استفاده از مخزن و گلوله فولادی در مرحله آسیاکاری باشد.

 

(الف)

(ب)

شکل (10): نتایج ایدکس از دبریز حاصل از آزمون سایش برای الف) نمونه آلومینیوم تقویت نشده، ب) کامپوزیت حاوی 5 درصد وزنی گرافیت.

 

4- نتیجه­گیری

کامپوزیت­های زمینه آلومینیوم حاوی مقادیر مختلف گرافیت به روش آسیاکاری/ پرس گرم تولید شد و نتایج زیر به‌صورت خلاصه حاصل شد:

1- افزایش درصد گرافیت منجر به کاهش چگالی نسبی برای کامپوزیت زمینه آلومینیوم شد. این مسئله با توجه به اختلاف چگالی و همچنین اختلاف نقطه ذوب گرافیت و آلومینیوم قابل توجیه است.

2- افزایش درصد گرافیت منجر به کاهش میکروسختی کامپوزیت زمینه آلومینیوم شده است زیرا گرافیت فازی نرم با سختی پایین است.

3- افزودن گرافیت به زمینه آلومینیوم استحکام تسلیم و استحکام فشاری کامپوزیت را کاهش می­دهد. با افزایش مقـدار گرافیت، کاهش چگالی و آگلومره شدن فاز تقویت­کننده، افت خواص فشاری کامپوزیت مشاهده شد.

4- افزودن گرافیت به زمینه آلومینیوم منجر به کاهش قابل توجه در ضریب اصطکاک شد.

5- افزایش درصد گرافیت منجر به بهبود چشمگیر در مقاومت به سایش کامپوزیت شد.

 

5- مراجع

[1] N. Greenwood & A. Earnshaw, "Chemistry of the Elements". Second ed, Pergamon Press. Pub, 1997.

 

[2] J. Praneeth & N. Naveen, "Aluminium Based Metal Matrix Composites: A Review of Reinforcement; Mechanical, Wear Properties". International Journal for Research in Applied Science & Engineering Technology, vol. 5, pp. 1232-1235, 2017.

 

[3] L. Yolshina, R. Muradymov & N. Molchanova, "Corrosion Behavior of Aluminum–Graphene and Aluminum–Graphite Composite Materials in a 3% NaCl Aqueous Solution". Russian Metallurgy (Metally), vol. 2, pp. 153-160, 2022.

 

[4] B. L. Dasari, M. Morshed, J. M. Nouri, D. Brabazon & S. Naher, "Mechanical Properties of Graphene Oxide Reinforced Aluminium Matrix Composites". Composites Part B: Engineering, vol. 145, pp. 136-144, 2018.

 

[5] M. Sambathkumar, R. Gukendran, T. Mohanraj, D. Karupannasamy, N. Natarajan & D. S. Christopher, "A Systematic Review on the Mechanical, Tribological, and Corrosion Properties of Al 7075 Metal Matrix Composites Fabricated through Stir Casting Process". Advances in Materials Science and Engineering, vol. 2023, pp. 1-17, 2023.

 

[6] E. Ghasali, R. Yazdani-rad, K. Asadian & T. Ebadzadeh, "Production of Al-SiC-TiC Hybrid Composites Using Pure and 1056 Aluminum Powders Prepared Through Microwave and Conventional Heating Methods". Journal of Alloys and Compounds, vol. 690, pp. 512-518, 2017.

 

[7] G. Chen, Y. Jin, H. Zhang, F. Han, Q. Chen, J. Xu & Z. Zhao, "Microstructures and Mechanical Properties of In-Situ Al3Ti/2024Al Composites After Solution and Subsequent Aging Treatment.". Materials Science and Engineering: A, vol. 724, pp. 181-188, 2018.

[8] ح. ص. وزیری، ع. شکوه­فر و س. سید­افقهی، "بررسی خواص میکروساختاری و مکانیکی نانوکامپوزیت پایه آلومینیوم تقویت شده با نانوذارت دی سولفیدتنگستن"، فرآیندهای نوین در مهندسی مواد، دوره 14، شماره 1، صفحه 13-1، 1399.

 

[9] د. داوودی، ا. ح. امامی و ع. سعیدی، "تولید و بررسی خواص مکانیکی پودر نانوکامپوزیت آلومینیوم 7014/آلومینا به روش آلیاژسازی مکانیکی"، فرآیندهای نوین در مهندسی مواد، دوره 9، شماره 4، صفحه 93-106، 1394.

 

[10] T. F. Stephenson, Rohatgi & P. A, Khan, "Aluminum Hybrid Composites Containing Nickel-Coated Graphite Particulate". Processing Properties and Applications of Cast Metal Matrix Composites, vol. 337, pp. 776-785, 1996.

 

[11] S. W. Ip, R. Sridhar, J. M. Toguri, T. F. Stephenson & A. E. M. Warner, "Wettability of Nickel Coated Graphite by Aluminum". Materials Science and Engineering: A, vol. 244, no. 1, pp. 31-38, 1998.

 

[12] J. A. E. Bell, T. F. Stephenson, A. E. M. Warner & V. Song, "Physical Properties of Graphitic Silicon Carbide Aluminum Metal Matrix Composites". SAE transactions, vol. 244, pp. 777-785, 1997.

 

[13] S. Suresh & B. Sridhara, "Wear Characteristics of Hybrid Aluminium Matrix Composites Reinforced with Graphite and Silicon Carbide Particulates". Composites Science and Technology, vol. 70, pp. 1652-1659, 2010.

 

[14] S. N. Alam & L. Kumar, "Mechanical Properties of Aluminium Based Metal Matrix Composites Reinforced with Graphite Nanoplatelets". Materials Science and Engineering: A, vol. 667, pp. 16-32, 2016.

 

[15] M. M. El-Sayed Seleman, M. M. Z. Ahmed & S. Ataya, "Microstructure and mechanical properties of hot extruded 6016 aluminum alloy/graphite composites". Journal of materials science & Technology, vol. 34, pp. 1580-1591, 2018.

 

[16] X. Zeng, J. Yu, D. Fu, H. Zhang & J. Teng, "Wear Characteristics of Hybrid Aluminum-Matrix Composites Reinforced with Well-Dispersed Reduced Graphene Oxide Nanosheets and Silicon Carbide Particulates". Vacuum, vol. 155, pp. 364-375, 2018.

 

 

 

[17] K. Naplocha & K. Granat, "Wear Performance of Aluminium/Al 2 O 3/C Hybrid Composites". Archives of Materials Science, vol. 29, pp. 81-88, 2008.

 

[18] V. Mohanavela, K. Rajan, S. Suresh Kumar, G. Vijayan & M. S. Vijayanand, "Study on Mechanical Properties of Graphite Particulates Reinforced Aluminium Matrix Composite Fabricated by Stir Casting Technique". Materials Today: Proceedings, vol. 5, pp. 2945-2950, 2018.

 

[19] M. I. Flores-Zamora, I. Estrada-Guel, J. Gonz´alez-Hern´andez, M. Miki-Yoshida & R. Mart´ınez-S´anchez, "Aluminum–Graphite Composite Produced by Mechanical Milling and Hot Extrusion". Journal of Alloys and Compounds, vol. 434, pp. 518-521, 2007.

 

[20] R. D. Lara, I. Estrada, G. Hinojosa, R. Flores, J. M. Herrera & R. Martínez, "Synthesis of Aluminum Alloy 7075-Graphite Composites by Milling Processes and Hot Extrusion". Journal of Alloys and Compounds, vol. 509, pp. 284-289, 2011.

 

[21] T. Tayeh & et al., "Hardness and Young's modulus behavior of Al composites reinforced by nanometric TiB2 elaborated by mechanosynthesis". Materials Science and Engineering: A, vol. 591, pp. 1-8, 2014.

 

[22] A. Wąsik, B. Leszczyńska-Madej & M. Madej, "Hot extruded Al5SiC-graphite composites: Effect of graphite on microstructure, flexural, compressive and wear resistance behavior". Journal of Manufacturing Processes, vol. 95, pp. 266-274, 2023.

 

[23] G. E. Dieter & D. Bacon, Mechanical metallurgy. Vol. 3. 1976: McGraw-hill New York.

 

[24] P. Senthilkumar, R. Manimaran & Y. Krishna Reddy, Evaluation of mechanical properties of hybrid Al7009 nanocomposite. Energy Sources, Part A: Recovery, Utilization, and Environmental Effects, vol. 43, pp. 216-224, 2021.

 

[25] H. P. Klug & L. E. Alexander, "X-ray Diffraction Procedures: for Polycrystalline and Amorphous Materials". 2nd Edition, Wiley Pub., 1974.

 

[26] H. Faleh, N. Muna & F. Ştefănescu, "Properties and applications of aluminium-graphite composites". Advanced Materials Research, vol. 1128, pp. 134-143, 2015.

 

 

 

[26] E. Omrani, A. Dorri, P. L. Menezes & P. K. Rohatgi, "Influences of Graphite Reinforcement on the Tribological Properties of Self-Lubricating Aluminum Matrix Composites for Green Tribology, Sustainability, and Energy Efficiency—a Review". The International Journal of Advanced Manufacturing Technology, vol. 83, pp. 325-346, 2016.

 

[27] M. Tabandeh-Khorshid, E. Omrani, P. L. Menezes & P. K. Rohatgi, "Tribological Performance of Self-Lubricating Aluminium Matrix Nanocomposites: Role of Graphene Nanoplatelets". Eng. Sci. Technol. Int J, vol. 19, pp. 463-469, 2016.

 

6- پی­نوشت

]1] Lin et al

]2] Seleman et al

]3] Flores et al

]4] SPEX

]5] Alam et al

 

 

برای ارجاع به این مقاله از عبارت ذیل استفاده نمایید:

Please cite this article using:

Elham Bakhshizade, Ali Shokuhfar, Ashkan Zolriasatein, Mehdi khodaei, Effect of Graphite on the Mechanical Properties and Tribological Behavior of Aluminum Matrix Nanocomposite, New Process in Material Engineering, 2024, 18(1), 39-49.

 

 

 

---