வழக்கமான அலுமினிய நுரை சாண்ட்விச் பேனலுடன் ஒப்பிடும்போது செப்பு-வைக்கப்பட்ட கார்பன் ஃபைபர் அலுமினியம் ஃபோம் சாண்ட்விச் பேனல் செயல்திறன் பண்புகள்

அலுமினியம் நுரை சாண்ட்விச்(AFS) பேனல்கள் குறைந்த அடர்த்தி, அதிக குறிப்பிட்ட வலிமை, சாதகமான ஆற்றல் உறிஞ்சுதல், தணிக்கும் திறன் மற்றும் மின்காந்த கவசம் போன்ற கட்டமைப்பு மற்றும் செயல்பாட்டு பண்புகளின் கலவையைக் கொண்டுள்ளன. இந்த சிறந்த பண்புகள் AFS விண்வெளி, போக்குவரத்து மற்றும் கடல் துறைகளில் பெரும் ஆற்றலைக் கொண்டுள்ளன. அரிதாகவே உலோக நுரைகளுடன் ஒப்பிடும்போது, ​​AFS இன் வெளிப்புற உலோகத் தகடுகள் நுரையை திறம்பட மூடி, இழுவிசை மற்றும் வளைக்கும் வலிமை போன்ற அதன் விரிவான இயந்திர பண்புகளை மேம்படுத்தும். பொதுவாக, AFS பிசின் பிணைப்பு முறையால் புனையப்பட்டது, இது எபோக்சி பிசின் பிசின் பயன்படுத்தி திட உலோகப் பேனல்களுடன் அலுமினிய நுரையை இணைக்கிறது.

பிசின் பிணைப்பு முறையானது கட்டமைப்புத் தணிப்பை திறம்பட மேம்படுத்துகிறது என்றாலும், மறுசுழற்சியில் உள்ள சவால்கள் மற்றும் உயர் வெப்பநிலை அல்லது அரிக்கும் நிலைமைகளின் கீழ் டிலாமினேஷன் தோல்விக்கு எளிதில் பாதிக்கப்படுவது உள்ளிட்ட வரம்புகளுடன் இது உள்ளது. இந்த வரம்புகளை நிவர்த்தி செய்ய, குழுவிற்கும் மைய அடுக்குக்கும் இடையில் உலோகவியல் பிணைப்பை அடைவதற்கு விரிவான ஆராய்ச்சி முயற்சிகள் அர்ப்பணிக்கப்பட்டுள்ளன.

தற்போது, ​​உலோகவியல் பிணைப்பை அடைவதை நோக்கமாகக் கொண்ட AFS-க்கான முதன்மையான தயாரிப்பு முறைகள் பொதுவாக மூன்று வகைகளாக வகைப்படுத்தப்படுகின்றன: வெல்டிங், மெல்ட் ஃபோம்மிங் மற்றும் பேக்கிங் ரோலிங் பவுடர் மெட்டலர்ஜி முறை. இந்த முறைகளில், பேக்கிங் ரோலிங் பவுடர் மெட்டலர்ஜி முறையானது துளை அமைப்பைக் கட்டுப்படுத்துவதற்கும் குறைந்த வெப்பநிலை நுரையை அடைவதற்கும் சிறந்ததாகக் கருதப்படுகிறது. தொழில்துறை பயன்பாடுகளுக்கான சிறந்த விரிவாக்க பண்புகள் மற்றும் செல்லுலார் அமைப்புடன் பெரிய அளவிலான AFS ஐ உருவாக்க எங்கள் முந்தைய வேலை இந்த தொழில்நுட்பத்தைப் பயன்படுத்தியது.

இருப்பினும், நுரை மையத்தின் ஒப்பீட்டளவில் குறைந்த சுருக்க இயந்திர பண்புகள் காரணமாக, AFS இன் இயந்திர வலிமையின் முன்னேற்றம் குறைவாக உள்ளது, எனவே நுரை மையத்தின் வலிமையை மேலும் மேம்படுத்துவது AFS க்கு முக்கியமானது.

இன்றுவரை, சுருக்க இயந்திர பண்புகளை மேம்படுத்துவதற்கான பொதுவான முறைகள் தெரிவிக்கப்படுகின்றனஅலுமினிய நுரைபின்வருபவை: மேற்பரப்பு சிகிச்சை, வெப்ப சிகிச்சை மற்றும் துகள்கள், இழைகள், கலவை கூறுகள் போன்றவற்றைச் சேர்ப்பதன் மூலம் வலுவூட்டல். அவற்றில், குறைந்த அடர்த்தி, அதிக மீள் மாடுலஸ் மற்றும் பெரிய விகிதத்துடன் கூடிய குறுகிய கார்பன் இழைகள் உறுதியளிக்கும் வலுவூட்டும் பொருட்களாக பரவலான கவனத்தை ஈர்த்துள்ளன. மேலும், கார்பன் இழைகளின் மேற்பரப்பு உலோகமயமாக்கல், மின் முலாம் அல்லது செப்பு முலாம் அல்லது நிக்கல் முலாம் போன்ற இரசாயன முலாம் மூலம், அலுமினியம் உருகிய கார்பன் இழைகளின் ஈரத்தன்மையை மேலும் மேம்படுத்துகிறது மற்றும் கார்பன் இழைகள் மற்றும் அலுமினியம் உருகுவதற்கு இடையில் தீங்கு விளைவிக்கும் இடைமுக எதிர்வினைகளைத் தவிர்க்கிறது. அலுமினியம் மேட்ரிக்ஸ் கலவைகளை வலுப்படுத்த குறுகிய கார்பன் ஃபைபர் இப்போது பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது.

பாவ் சிங்கெடல். தயாரிக்கப்பட்ட செப்பு-பூசிய கார்பன் இழைகள் அசை வார்ப்பு முறை மூலம் வலுவூட்டப்பட்ட அலுமினிய அணி கலவைகள். மியூட்டல். இரண்டு-ரோல் வார்ப்பு முறையைப் பயன்படுத்தி நிக்கல்-பூசப்பட்ட கார்பன் இழைகளால் வலுவூட்டப்பட்ட அலுமினிய அணி கலவைகள். முடிவுகள் கார்பன் ஃபைபர்களைச் சேர்ப்பதன் மூலம் கலவைகளின் இழுவிசை வலிமையில் குறிப்பிடத்தக்க விரிவாக்கத்தை நிரூபித்தன. இருப்பினும், வரையறுக்கப்பட்ட ஆய்வுகள் நடத்தப்பட்டனஅலுமினிய நுரை வலுவூட்டப்பட்டதுசெப்பு-பூசிய கார்பன் இழைகளுடன். காயோடல். முதலில் தயாரிக்கப்பட்ட செப்பு-பூசிய கார்பன் இழைகள் உருகும் நுரை முறை மூலம் அலுமினிய நுரை வலுப்படுத்தியது. 0.35 vol% Cf அலுமினிய நுரையை திரவப் பட சிதைவைத் தடுப்பதன் மூலம் உறுதிப்படுத்த முடியும் என்பதை முடிவுகள் நிரூபிக்கின்றன, மேலும் நுரையில் சேர்க்கப்படும் இழைகளின் அளவு மேலும் நிலையானது. மியூட்டல். உருகும் நுரை முறையால் தயாரிக்கப்பட்ட அலுமினிய நுரையின் தணிக்கும் பண்புகள் Cf ஐச் சேர்ப்பதன் மூலம் கணிசமாக மேம்படுத்தப்பட்டுள்ளன என்பதைக் காட்டுகிறது.

அதன்படி, Cf ஐ சேர்ப்பது நுரையின் நிலைத்தன்மை மற்றும் இயந்திர பண்புகளை ஒரே நேரத்தில் மேம்படுத்த ஒரு பயனுள்ள உத்தியாக இருக்கும் என்று முடிவு செய்யலாம்.அலுமினிய நுரைகள். மேலும், தூள் உலோகவியல் முறையின் மூலம் தயாரிக்கப்பட்ட செப்பு-பூசப்பட்ட கார்பன் இழைகள் வலுவூட்டப்பட்ட அலுமினிய நுரை சாண்ட்விச் பேனல்கள் குறித்து எந்த அறிக்கையும் இல்லை, இது இந்த துறையில் இன்னும் ஆழமான ஆய்வுகளை மேற்கொள்ள ஆராய்ச்சியாளர்களை ஊக்குவிக்கிறது.

அணுக்கரு பொறிமுறை மற்றும் நிலைத்தன்மை குறித்து பல ஆய்வுகள் மேற்கொள்ளப்பட்டுள்ளனஅலுமினிய நுரைகள்வலுவூட்டும் கட்டங்கள் கூடுதலாக. துளை எண் மற்றும் துளை உருவ அமைப்பில் உள்ள வேறுபாடுகள்,

அளவு, விநியோகம் மற்றும் வடிவம் போன்றவை, பொதுவாக அணுக்கரு பொறிமுறைகள் மற்றும் நிலைத்தன்மைக்குக் காரணமாகும். தூள் உலோகவியல் அமைப்பில் பன்முக அணுக்கரு விளைவுகள் மற்றும் ஆக்சைடு நெட்வொர்க் உறுதிப்படுத்தல் வழிமுறைகள் முழுமையாக ஆராயப்பட்டுள்ளன. இந்த தாளில் பயன்படுத்தப்படும் Al-Si-Mg-Cu கொண்ட குவாட்டர்னரி அலாய் பொடிகள் விதிவிலக்கான விரிவாக்க விகிதங்கள் மற்றும் குறைந்த நுரை வெப்பநிலையை வெளிப்படுத்துகின்றன, திடமான வெப்பநிலை 507 ◦C மற்றும் திரவ வெப்பநிலை 596 ◦C. ஆயினும்கூட, இந்த குறிப்பிட்ட அலாய் கலவை கொண்ட தூள் காம்பாக்ட்களின் அணுக்கரு பொறிமுறை, நிலைத்தன்மை மற்றும் சுருக்க இயந்திர பண்புகள் பற்றிய ஆராய்ச்சியின் பற்றாக்குறை உள்ளது, குறிப்பாக Cf ஐ இணைக்கும்போது. முந்தைய வேலைகளில், அணுக்கரு மற்றும் நிலைப்படுத்தல் பொறிமுறைகள் பற்றிய விசாரணைகள் முதன்மையாக நான்-இன் சிட்டு முறைகள் மூலம் நடத்தப்பட்டன, இதில் நுரைத்தோல் குறுக்கீட்டைத் தொடர்ந்து விரைவாக குளிர்விக்கப்பட்ட மாதிரிகளின் டோமோகிராஃபிக் பகுப்பாய்வு அடங்கும். துரதிர்ஷ்டவசமாக, சப்மிக்ரான் குமிழி அணுக்கரு முதன்மையாக முன்னோடி வெப்பமாக்கலின் போது நிகழ்கிறது மற்றும் 100 எம்.எஸ் முதல் 1 வி வரையிலான கால இடைவெளியில் வேகமாக விரிவடைகிறது, பெரும்பாலும் நிகழ்நேர கண்காணிப்புக்கான சவால்களை முன்வைக்கிறது. நவீன சின்க்ரோட்ரான் கதிர்வீச்சு எக்ஸ்ரே இமேஜிங் நுட்பமானது அதிக ஆற்றல் மற்றும் இடஞ்சார்ந்த தீர்மானம் கொண்டது, இது நிகழ்நேரத்தில், உயர்ந்த வெப்பநிலையில் அலுமினிய நுரைகளின் அணுக்கரு மற்றும் வளர்ச்சி செயல்முறையை அவதானிக்க அனுமதிக்கிறது. தற்போது, ​​வரையறுக்கப்பட்ட ஆராய்ச்சியாளர்கள் மட்டுமே சின்க்ரோட்ரான் கதிர்வீச்சு மூலம் Al-Si-Mg அலாய் பவுடரின் நுரை இயக்கவியலை ஆராய்ந்துள்ளனர். உதாரணமாக, García-Morenoetal. அணுக்கரு மற்றும் வளர்ச்சி, குமிழி மறுசீரமைப்பு, திரவப் பின்வாங்கல், திரட்டுதல் மற்றும் படல சிதைவு உள்ளிட்ட திரவ அலுமினிய நுரையில் குறிப்பிடத்தக்க மாறும் நிகழ்வுகள் பதிவாகியுள்ளன. கம் மற்றும் பலர். சின்க்ரோட்ரான் கதிர்வீச்சு மூலம் AlSi8Mg4 அலுமினிய நுரையின் அணுக்கரு மற்றும் வளர்ச்சி செயல்முறையை ஆய்வு செய்தார். உலோகப் பொடியின் மேற்பரப்பில் உள்ள அட்ஸார்பேட்டுகளின் சிதைவின் மூலம் உருவாக்கப்படும் ஹைட்ரஜன் மற்றொரு குறிப்பிடத்தக்க அணுக்கரு பொறிமுறையைக் குறிக்கிறது என்று அவர்களின் கண்டுபிடிப்புகள் சுட்டிக்காட்டுகின்றன. ஆயினும்கூட, முன்னோடி கூறுகளுக்கு இடையிலான தொடர்பு சிக்கலானது, மேலும் நுரையின் இயக்கவியல் அவற்றின் கலவையால் பாதிக்கப்படலாம். Al-Si-Cu-Mg தூள் அமைப்பு மற்றும் Al-Si-Cu-Mg தூள் அமைப்பு, சேர்க்கப்பட்ட Cf உடன், உலோக நுரையின் துவக்கம் மற்றும் வளர்ச்சியைப் புரிந்துகொள்வதும் ஆராய்வதும் பண்புகளை மேம்படுத்த நுரையின் மேலும் கட்டமைப்பு வளர்ச்சிக்கு முக்கியமானது. விண்ணப்பங்களுக்கு.

இந்த வேலையில், உலோகவியல் இடைமுகப் பிணைப்புடன் கூடிய Cf/AFS மற்றும் AFS ஆகியவை பேக்கிங் ரோலிங் பவுடர் உலோகவியல் முறையால் தயாரிக்கப்பட்டன. Cf/AFS மற்றும் AFS இன் குமிழ்கள் பரிணாமம் சிட்டுவில் சின்க்ரோட்ரான் கதிர்வீச்சு மூலம் குமிழி அணுக்கரு, வளர்ச்சி மற்றும் இணைப்பு மற்றும் நிலைத்தன்மை ஆகியவற்றில் Cf இன் பொறிமுறையை வெளிப்படுத்துகிறது. கூடுதலாக, Cf/AFS மற்றும் AFS ஆகியவை 620 ◦C வெப்பநிலையில் 15 நிமிடங்களுக்கு ஒரு அறை உலையில் நுரைக்கப்பட்டன. பின்னர், நுரைத்த மாதிரிகளின் துளை அளவு விநியோகம், துளை நுண் கட்டமைப்பு மற்றும் சுருக்க இயந்திர பண்புகள் வகைப்படுத்தப்பட்டு சோதிக்கப்பட்டன. மேற்கூறிய ஆய்வுகளின் அடிப்படையில், Cf/AFS மற்றும் AFS ஆகியவற்றின் கட்டமைப்பு மற்றும் சுருக்க வலிமை முறையாக மதிப்பீடு செய்யப்பட்டது.

2. பொருட்கள் மற்றும் முறைகள்

2.1 மூலப்பொருட்கள்

AFS மற்றும் Cf/AFS தயாரிப்பதற்கு ஆறு மூலப்பொருட்கள் பயன்படுத்தப்பட்டன: அல் தூள் (சராசரி அளவு: 45 μm, தூய்மை> 99.70%), Si தூள் (சராசரி அளவு: 38 μm, தூய்மை> 99.50%), Cu தூள் (சராசரி அளவு: 38 μm, தூய்மை>99.90%), Mg தூள் (சராசரி அளவு: 75 μm, தூய்மை>99.70%), TiH2 தூள் (சராசரி அளவு: 45 μm, தூய்மை> 99.70%), மற்றும் செம்பு-பூசிய கார்பன் ஃபைபர் (சராசரி அளவு: 1～2 மிமீ, செப்பு-பூசிய தடிமன்: 1.4 μm).

2.2 Cf/AFS இன் ஃபேப்ரிகேஷன்

பேக்கிங் ரோலிங் பவுடர் உலோகவியல் முறையின் திட்டம் விளக்கப்பட்டுள்ளதுபடம் 1. கலவை நிலையின் போது, ​​AlSi6Mg4Cu4 தூள் Al, Si, Cu மற்றும் Mg ஆகியவற்றின் பொடிகளுடன் முறையே 86 wt%, 6 wt%, 4 wt% மற்றும் 4 wt% என்ற விகிதத்தில் தயாரிக்கப்பட்டது. 1 wt% ஆக்ஸிஜனேற்றப்பட்ட TiH2 தூள் (470 ◦C இல் 1.5 மணிநேரத்திற்கு காற்றில் வெப்ப சிகிச்சை) ஒரு ஊதுகுழலாக சேர்க்கப்பட்டது, இது உருகும் வெப்பநிலையில் H2 ஐ வேகமாக வெளியிடுகிறது. கூடுதலாக, 0.5 wt% கார்பன் இழைகள் வலுவூட்டும் கட்டங்களாக இணைக்கப்பட்டன. குறிப்பிடத்தக்க வகையில், ஈரப்பதத்தை அதிகரிக்க மற்றும் நுரையின் போது ஃபைபர்-அலுமினியம் உருகும் இடைமுகத்தில் Al4C3 போன்ற தீங்கு விளைவிக்கும் எதிர்விளைவுகளைத் தடுக்க, கார்பன் ஃபைபர்கள் எலக்ட்ரோபிளேட்டிங் மூலம் செப்பு-பூசப்பட்டது. மின்முலாம் செயல்முறை Refs இல் விவரிக்கப்பட்டது.படம் 2எலக்ட்ரோலெஸ் முலாம் பூசுவதன் மூலம் பெறப்பட்ட செப்பு-பூசிய கார்பன் ஃபைபர்களைக் காட்டுகிறது. பூச்சு ஃபைபர் மேற்பரப்பில் சீரான மற்றும் தொடர்ச்சியான கவரேஜ் உள்ளது(படம் 2(a)–(b)). பின்னர், இந்த ஆய்வில் பயன்படுத்தப்பட்ட வெவ்வேறு அலாய் கலவைகள், மேற்கூறிய பொடிகளை Cf உடன் மற்றும் இல்லாமல் ஒரு முப்பரிமாண கலவையில் 3 மணிநேரத்திற்கு முழுமையாகக் கலந்து தயாரிக்கப்பட்டன. சீரான கலவையான தூள் ஒரு சீல் செய்யப்பட்ட குழிக்குள் இணைக்கப்பட்டுள்ளது, அதைத் தொடர்ந்து குளிர் மற்றும் சூடான உருட்டல் நடைமுறைகள் உள்ளன.

குளிர் உருளும் நிலை துவாரங்களுக்குள் இருந்து காற்றை திறம்பட வெளியேற்றுகிறது. சூடான உருட்டல் நிலை, பேனல் மற்றும் பொடியின் இணை சிதைவின் மூலம் முன்னோடி 98% க்கும் அதிகமான அடர்த்தியை அடைவதை உறுதி செய்கிறது, இது அடுத்தடுத்த நுரைக்கும் செயல்முறையை எளிதாக்குகிறது. விரிவான உருட்டல் செயல்முறை அளவுருக்கள் Refs இல் விவரிக்கப்பட்டுள்ளன. AFS மற்றும் Cf/AFS நுரையக்கூடிய முன்னோடிகள் மேற்கூறிய செயல்முறையின் மூலம் பெறப்படுகின்றன. இறுதியில், நுரையக்கூடிய முன்னோடிகள் இரண்டும் Cf/AFS மற்றும் AFS மாதிரிகளை உருவாக்க 15 நிமிடங்களுக்கு 620 ◦C இல் சூடேற்றப்பட்டன, அவை துளை அளவு பகுப்பாய்வு, நுண் கட்டமைப்பு தன்மை மற்றும் சுருக்க இயந்திர பண்புகள் சோதனைகளுக்கு பயன்படுத்தப்பட்டன.

2.3 சிறப்பியல்பு மற்றும் சோதனை முறைகள்

2.3.1. நுண் கட்டமைப்பு தன்மை

Cf/AFS மற்றும் AFS இன் மைக்ரோஸ்ட்ரக்சர் உருவவியல் புல உமிழ்வு ஸ்கேனிங் எலக்ட்ரான் மைக்ரோஸ்கோபி (SEM, Zeiss Ultra Plus) மூலம் ஆராயப்பட்டது. நுரைத்த மாதிரிகளின் செல் சுவர்களில் உள்ள பல்வேறு கட்டங்களின் கலவையை அடையாளம் காண ஆற்றல் பரவல் நிறமாலை (EDS) பயன்படுத்தப்பட்டது. எலக்ட்ரோ-டிஸ்சார்ஜிங் இயந்திரத்தை (EDM, DK7745) பயன்படுத்தி நுரைத்த மாதிரிகளை வெட்டுவதன் மூலம் மாதிரிகளின் நீளமான பகுதிகள் பெறப்பட்டன. இதைத் தொடர்ந்து, மாதிரிகளின் நீளமான பகுதிகள் வண்ணப்பூச்சுடன் பூசப்பட்டன, பின்னர் முறையே 800-கிரிட் மற்றும் 1500-கிரிட் மணர்த்துகள்கள் கொண்ட காகிதத்தைப் பயன்படுத்தி மணல் மற்றும் மெருகூட்டப்பட்டன. இறுதியில், மெருகூட்டப்பட்ட மாதிரி குறுக்குவெட்டின் சமமான செல் விட்டம் (Dmean) பட பகுப்பாய்வு மென்பொருளான Image Pro Plus 6.0 ஐப் பயன்படுத்தி தீர்மானிக்கப்பட்டது.

படம் 1.பேக்கிங் ரோலிங் பவுடர் உலோகவியல் முறையின் திட்டம்.

படம் 2.(a) செப்பு-பூசிய கார்பன் இழைகளின் SEM படங்கள், மற்றும் (b) (a) இல் சிவப்பு சதுரத்தால் குறிக்கப்பட்ட பகுதியின் பெரிதாக்கப்பட்ட காட்சியைக் காட்டுகிறது. படங்கள் (c) மற்றும் (d) என்பது (b) புள்ளி A இன் EDS முடிவுகள்.

படம் 3.சின்க்ரோட்ரான் கதிர்வீச்சு பரிசோதனை அமைப்பின் திட்ட வரைபடம்.

2.3.2. சின்க்ரோட்ரான் கதிர்வீச்சு மூலம் உள்ள இடத்தில் நுரைக்கும் அவதானிப்புகள்

சின்க்ரோட்ரான் கதிர்வீச்சு பரிசோதனை அமைப்பின் திட்ட வரைபடம் வரையப்பட்டுள்ளதுபடம் 3. பெய்ஜிங் சின்க்ரோட்ரான் கதிர்வீச்சு வசதியின் பீம்லைன் 4W1A இல் சோதனைகள் நடத்தப்பட்டன (BSRF, பெய்ஜிங் உயர் ஆற்றல் இயற்பியல் நிறுவனம், சீன அறிவியல் அகாடமி, சீனா). வழக்கமான உறிஞ்சுதல்-மாறுபட்ட இமேஜிங் போலல்லாமல், இந்த தாள் சின்க்ரோட்ரான் கதிர்வீச்சு ஒளி மூலத்துடன் கட்ட-மாறுபட்ட இமேஜிங்கைப் பயன்படுத்துகிறது. இந்த அணுகுமுறை பாரம்பரிய உறிஞ்சுதல் இமேஜிங்கின் வரம்புகளை நிவர்த்தி செய்கிறது, இது பலவீனமாக உறிஞ்சும் பொருட்களைக் காட்சிப்படுத்துவதில் பயனற்றது. மாதிரிகள் நுரைக்கும் செயல்முறை தனிப்பயனாக்கப்பட்ட ஃபேமிங் உலைக்குள் நிகழ்த்தப்பட்டது, எக்ஸ்ரே கற்றை திசையில் செங்குத்தாக நிலைநிறுத்தப்பட்ட 15 மிமீ 15 மிமீ சதுர சாளரத்தைக் கொண்டுள்ளது. படம் 3 இல் காட்டப்பட்டுள்ள மாதிரி அளவு, 15 மிமீ × 15 மிமீ × 2 மிமீ அளவைக் கொண்டுள்ளது. மாதிரியானது ஒரு குறிப்பிட்ட எண்ணிக்கையிலான பீங்கான் தாள்களைக் கொண்ட ஒரு நுரைக்கும் அச்சில் வைக்கப்படுகிறது. நுரைக்கும் செயல்முறை முழுவதும், எக்ஸ்-கதிர்கள் மாதிரி வழியாகச் செல்லலாம் மற்றும் சார்ஜ்-கப்பிள்ட் டிவைஸ் (சிசிடி) கேமரா மூலம் படம் பிடிக்கப்படும். தேர்ந்தெடுக்கப்பட்ட எக்ஸ்ரே மூலமானது 20 Kev தீவிரத்தில் இயங்குகிறது, மேலும் நுரையிறக்கம் முழுவதையும் முழுமையாகக் கண்காணிக்கும் வகையில் அதிகபட்சமாக 7.4 மிமீ × 7.4 மிமீ பார்க்கும் அளவு பயன்படுத்தப்பட்டது.

கவனிக்கப்பட்ட மாதிரிகள் உருளும் திசை மற்றும் தொடு திசை ஆகிய இரண்டிற்கும் செங்குத்தாக அமைந்திருந்தன என்பது குறிப்பிடத்தக்கது. 0.5 wt% Cf மற்றும் 0.5 wt% Cf இல்லாத இரண்டு முன்னோடிகளும் EDM ஐப் பயன்படுத்தி மாதிரிகளின் இரு பக்கங்களிலிருந்தும் அவற்றின் பக்க பேனல்கள் அகற்றப்பட்டன. அலுமினிய நுரை நுரைக்கும் பண்புகளில் Cf இன் தாக்கம் ஆராயப்பட்டது. மேலும், வெவ்வேறு கலவைகளைக் கொண்ட முன்னோடிகள் 620 ◦C முன்னமைக்கப்பட்ட வெப்பநிலையில் அதே வெப்ப உலையில் நுரைக்கப்பட்டன.

2.3.3. சுருக்க இயந்திர பண்புகள் சோதனை

சுருக்க மாதிரிகள் 23 மிமீ உயரம் மற்றும் 20 மிமீ விட்டம் கொண்ட உருளை மாதிரிகளாக EDM ஆல் வெட்டப்பட்டன, மேலும் ஒவ்வொரு திசையிலும் அளவு விளைவைத் தவிர்ப்பதற்கு குறைந்தது 10 முழுமையான துளைகள் இருப்பது உறுதி செய்யப்பட்டது. ISO13314–2011 மற்றும் GB/T31930–2015 ஆகிய தரநிலைகளைப் பின்பற்றி, 100 KN அதிகபட்ச சுமை திறன் கொண்ட AG-XPLUS எலக்ட்ரான் யுனிவர்சல் மெட்டீரியல் சோதனை இயந்திரத்தைப் பயன்படுத்தி அரை-நிலையான சுருக்க சோதனைகள் நடத்தப்பட்டன. ஒவ்வொரு குழுவிற்கும் மூன்று மாதிரிகள் சோதிக்கப்பட்டன, மேலும் இந்த தாளில் உள்ள அழுத்த அழுத்த-திரிபு வளைவுகள் சோதனை செய்யப்பட்ட மூன்று மாதிரிகளிலிருந்து பெறப்பட்ட சராசரி முடிவுகளைக் குறிக்கின்றன. அனைத்து சோதனைகளும் இடப்பெயர்ச்சி கட்டுப்பாட்டின் கீழ் செய்யப்பட்டன, அறை வெப்பநிலையில் நிலையான குறுக்கு-தலை வேகம் 2 மிமீ / நிமிடம் (10− 3 s− 1 இன் ஆரம்ப திரிபு விகிதத்துடன் தொடர்புடையது) பராமரிக்கப்படுகிறது.

படம் 4.Cf/AFS நுரைக்கும் செயல்முறையின் நேர-உருவாக்கப்பட்ட சின்க்ரோட்ரான் கதிர்வீச்சு படங்கள்: (அ) 380 ◦C இன் t0 தருணத்தில் நுரையில்லாத முன்னோடி; (b)–(c) முன்னோடி உருகும் போது தனிம தாமிரம் மற்றும் வகை II அணுக்கருவைக் கலைத்தல்; (d)–(g) பன்முக அணுக்கரு மற்றும் குமிழ்களின் வளர்ச்சி செயல்முறைகள்; மற்றும் (h)–(i) குமிழ்கள் ஒன்றிணைதல் மற்றும் முறிவு.

3. முடிவுகள் மற்றும் விவாதம்

3.1 சின்க்ரோட்ரான் கதிர்வீச்சின் கீழ் சிட்டு நுரைக்கும் நடத்தை

3.1.1. Cf/AFS இன் நுரை பரிணாமம்

படம் 4Cf/AFS இன் நுரைக்கும் செயல்முறையை சித்தரிக்கும் சின்க்ரோட்ரான் கதிர்வீச்சு படங்களின் வரிசையை காட்டுகிறது. Cf/AFS இன் அசல் படங்கள்(படம் 4 (அ))அணி 380 ◦C இல் திட நிலையில் இருக்கும்போது கைப்பற்றப்பட்டது, மேலும் இந்த நேரம் t0 ஆக அமைக்கப்பட்டது. முன்னோடியில் உள்ள மற்ற கூறுகளுடன் ஒப்பிடும்போது, ​​Cf முக்கியமாக சாம்பல் நிற அலுமினியம் நிறைந்த மேட்ரிக்ஸில் கருப்பு நிறத்தில் தோன்றுகிறது. ஃபைபர் மேற்பரப்பில் காட்டப்பட்டுள்ளபடி, அதிக செப்பு உள்ளடக்கம் இதற்குக் காரணமாக இருக்கலாம்படம் 2(c)–(d), இது முன்னோடியின் மற்ற கூறுகளுடன் ஒப்பிடும்போது மிகப்பெரிய ஒப்பீட்டு அணு நிறை கொண்டது. மேலும், Cf இன் பெரும்பான்மையானவை, ஒன்றாகக் கூட்டப்படாமல், சிதறடிக்கப்பட்டு தனித்தனியாகக் காணப்படுகின்றன.படம் 4(a). Cf இன் 0.5 wt% சேர்ப்புடன், 3 மணிநேர கிளறல் செயல்முறையானது விரும்பிய சிதறல் நிலையை திறம்பட அடைய முடியும் என்பதை இது குறிக்கிறது.

t0+194s இல் (பார்த்தது போல்படம் 4(b)), 90 μm முதல் 180 μm வரை விட்டம் கொண்ட கணிசமான எண்ணிக்கையிலான வெள்ளை, கிட்டத்தட்ட கோள வடிவ குமிழ்கள் சாம்பல் அலுமினிய அணியில் (சிவப்பு அம்புக்குறியால் குறிக்கப்பட்டுள்ளது) காணலாம். இல் காட்டப்பட்டுள்ளபடி, 46 வினாடிகளுக்குள் குமிழ்களின் எண்ணிக்கை தொடர்ந்து அதிகரித்ததுபடம் 4(c). கூடுதலாக, மேட்ரிக்ஸில் நிகழும் மற்றொரு குறிப்பிடத்தக்க மாற்றம் என்னவென்றால், சில சிறிய குமிழ்கள் Cu கரைப்புகளின் துவக்கத்துடன் Cf இன் மேற்பரப்பில் உருவாகின்றன (சிவப்பு புள்ளியிடப்பட்ட பெட்டியுடன் குறிக்கப்பட்டுள்ளது). இந்த நிகழ்வு செம்பு கொண்ட தூள் கச்சிதத்திற்குள் நிகழும் வகை II அணுக்கருவின் காரணமாக இருக்கலாம். Cu சேர்ப்பது உலோகக் கலவைகளின் உருகும் வெப்பநிலையைக் கணிசமாகக் குறைக்கிறது என்பது பரவலாக ஒப்புக் கொள்ளப்படுகிறது. இது சூடாக்கும் செயல்பாட்டின் போது தாமிரப் பொடியைக் கொண்ட தூள் முன்னோடியில் உள்ள தனித்தனி தூள் துகள்களைச் சுற்றி உள்ளூர்மயமாக்கப்பட்ட உருகலை ஏற்படுத்துகிறது, குறைந்த வெப்பநிலையில் கணிசமான அளவு Al-Si-Mg-Cu குவாட்டர்னரி யூடெக்டிக் உருகலை உருவாக்குகிறது. குவாட்டர்னரி யூடெக்டிக் மெல்ட் பூல் கலவையில் ஒரு பலவீனமான பகுதி மற்றும் அணுக்கருவுக்கு அதிக வாய்ப்புள்ளது. இதன் விளைவாக, குமிழ்கள் ஃபைபர் மேற்பரப்பில் செம்பு பூசப்பட்ட இடத்திற்கு அருகில் கருவாகி வளர வாய்ப்புகள் அதிகம். மேலும், இந்த நேரத்தில் மேட்ரிக்ஸில் உள்ள குறைந்த திரவப் பகுதியானது TiH2 இன் சிதைவிலிருந்து வாயுக்களை அலுமினிய அணியில் எளிதில் குவிக்க காரணமாகிறது. வகை II நியூக்ளியேஷன், குறைந்த திரவ பின்னம் அணியை கட்டாயப்படுத்தி, திரவத்தின் மூலம் விரிசல்களை பரப்பி, ஹைட்ரஜனின் அளவு கடுமையான இழப்பை ஏற்படுத்துவதன் மூலம் திரட்டப்பட்ட வாயுவை திறம்பட தவிர்க்கலாம்.

படம் 4(d)மேட்ரிக்ஸ் முழுவதுமாக உருகும் போது குமிழ்கள் Cf பகுதியில் ஆரம்பத்தில் அணுக்கரு மற்றும் வளரும், மற்றும் குமிழி இருப்பிடங்கள் மறைந்து வரும் செப்பு-பூசிய அடுக்கு (சிவப்பு புள்ளியிடப்பட்ட பெட்டியுடன் குறிக்கப்பட்டுள்ளது) ஒத்துள்ளது. இரண்டாம் நிலைக் கட்டங்களைச் சேர்ப்பது பன்முக அணுக்கரு தளங்களின் எண்ணிக்கையை அதிகரிக்கிறது, இதன் மூலம் அலாய் உருகுவதற்குள் புதிய குமிழ்கள் உருவாவதற்கான ஆற்றல் தடையை குறைக்கிறது என்பது நன்கு நிறுவப்பட்டது. இதற்கிடையில், அணுக்கரு வீதம் ஒரு யூனிட் தொகுதிக்கு மொத்த பன்முக அணுக்கரு பகுதியுடன் தொடர்புடையது. இதன் விளைவாக, குமிழ்கள் ஆரம்பத்தில் கார்பன் இழைகள் அமைந்துள்ள இடங்களில் அணுக்கருவாகி கார்பன் ஃபைபரின் நீளத்தில் விரிவடைவதைக் காணலாம். உருகும் பகுதியின் மேலும் அதிகரிப்புடன், ஏராளமான புதிய குமிழ்கள் தொடர்ந்து வெளிவருகின்றனபடம் 4(e)–4(g). இருப்பினும், குமிழ்களின் உள்ளூர்மயமாக்கப்பட்ட இணைப்பு மற்றும் சிதைவு விகிதம் மெதுவாக உள்ளது, இது குமிழ்கள் அதிக நிலைத்தன்மையைக் கொண்டிருப்பதைக் குறிக்கிறது. t0+426s இல், குமிழிகளின் எண்ணிக்கை கணிசமாக அதிகரிக்கிறது, மேலும்

முன்னோடி தொகுதி பெரிய விரிவாக்கத்தை வெளிப்படுத்துகிறது(படம் 4(h)). மேலும், ஆஸ்ட்வால்ட் முதிர்ச்சியின் காரணமாக சிறிய குமிழ்கள் பெரியவற்றால் உறிஞ்சப்படும் சில குமிழிகள் ஒன்றிணைவது (சிவப்பு அம்புக்குறியால் குறிக்கப்பட்டது), உலோக நுரைகளின் பரிணாம வளர்ச்சியின் போது தவிர்க்க முடியாத செயல்முறையாகும் [40]. இந்த முதிர்வு நிகழ்வு ஒரு சிறிய எண்ணிக்கையிலான பெரிய மற்றும் ஒழுங்கற்ற குமிழ்கள் (சிவப்பு அம்புக்குறியுடன் குறிக்கப்பட்டுள்ளதுபடம் 4(i))

படம் 5.வெவ்வேறு நிலைகளில் AFS இன் நுரைக்கும் செயல்முறையின் நேரம்-உருவாக்கப்பட்ட படங்கள்: (a) 380 ◦C இன் t0 தருணத்தில் உருகப்படாத முன்னோடி; (ஆ) முன்னோடி உருகும் போது தனிம தாமிரம் மற்றும் வகை II அணுக்கருவைக் கலைத்தல்; (c) குமிழ்களின் அணுக்கரு மற்றும் வளர்ச்சி செயல்முறைகள்; மற்றும் (d)–(f) குமிழ்கள் ஒன்றிணைதல் மற்றும் முறிவு.

3.1.2. AFS இன் நுரை பரிணாமம்

படம் 5 AFS இன் நுரைக்கும் செயல்முறையை விளக்கும் சின்க்ரோட்ரான் கதிர்வீச்சு படங்களின் வரிசையை விளக்குகிறது. Cf/AFS ஐப் போலவே, சின்க்ரோட்ரான் கதிர்வீச்சு வரிசைக்கான ஆரம்பப் படம் AFS 380 ◦C இல் திட நிலையில் இருக்கும் போது எடுக்கப்பட்டது (பார்க்கபடம் 5(அ)) மேட்ரிக்ஸை திட வெப்பநிலைக்கு மேல் சூடாக்கும்போது, ​​சிறிய வெள்ளைக் குமிழ்கள் உள்ளே தெரியும்படம் 5(b) மற்றும் (c), TiH2 சிதைவு மற்றும் Cu நிறைந்த பகுதியில் வகை II அணுக்கருவின் நிகழ்வு ஆகியவற்றின் விளைவாக. இருப்பினும், உருவாக்கப்படும் குமிழ்களின் எண்ணிக்கை மற்றும் அவற்றின் விநியோக அடர்த்திபடம் 5(c)ஒப்பிடும்போது குறிப்பிடத்தக்க வகையில் குறைவாக உள்ளதுபடம் 4(c). அணுக்கருவின் போது ஆரம்பகால வாயு வெளியீட்டிற்கு Cf/AFS அதிக சேனல்களை வழங்குகிறது, குறைந்த திரவப் பகுதியுடன் அலுமினியம் மேட்ரிக்ஸில் அதிகப்படியான விரிசல் ஏற்படுவதைத் தடுக்கிறது.

Cf/AFS உடன் ஒப்பிடும்போது குறைவான எண்ணிக்கையிலான AFS அணுக்கருத் தளங்கள் மற்றும் அசாதாரண குமிழி வளர்ச்சியின் அதிக நிகழ்தகவைக் காணலாம்.படம் 5(d)–(f). AFS குமிழ்களின் பரிணாமம் ஒழுங்கற்றது, மேலும் மைக்ரோமீட்டர் அளவுள்ள குமிழ்கள் மற்றும் அசாதாரணமான மில்லிமீட்டர் அளவிலான பெரிய குமிழ்கள் (சிவப்பு அம்புக்குறியால் குறிக்கப்பட்டவை) ஆகிய இரண்டும் இணைந்திருப்பதால் அவற்றின் அளவுகள் பரந்த ஏற்ற இறக்கங்களை வெளிப்படுத்துகின்றன. மேலும், ஆரம்பகால அணுக்கரு செயல்முறையின் போது இந்த உறுதியற்ற தன்மை மற்றும் ஒத்திசைவின்மை AFS மற்றும் Cf/AFS ஆகியவற்றுக்கு இடையேயான இறுதி துளை அமைப்பு மற்றும் இயந்திர பண்புகளில் குறிப்பிடத்தக்க வேறுபாடுகளை ஏற்படுத்தும்.

3.2 மேக்ரோஸ்ட்ரக்சர் பகுப்பாய்வு

மேக்ரோஸ்கோபிக் துளை உருவவியல் மற்றும் AFS மற்றும் Cf/AFS இடையே உள்ள துளை விட்டம் ஆகியவற்றில் உள்ள வேறுபாடுகளை ஆராய, இரண்டு சாண்ட்விச் கட்டமைப்புகள் ஆய்வக நிலைமைகளின் கீழ் 15 நிமிடங்களுக்கு 620 ◦C நுரைக்கும் வெப்பநிலையில் தயாரிக்கப்பட்டன. AFS மற்றும் Cf/AFS இன் மேக்ரோஸ்ட்ரக்சர்கள் மற்றும் செல் அளவு விநியோகம் காட்டப்பட்டுள்ளதுபடம் 6. இரண்டு சாண்ட்விச் கட்டமைப்பு மாதிரிகளின் செங்குத்து பிரிவுகளின் ஒப்பீடு, Cf/AFS நுரைகள் நுண்ணிய செல்கள் மற்றும் செல்கள் சிதைவு அல்லது ஒன்றிணைதல் போன்ற குறைவான குறைபாடுகளைக் கொண்டிருப்பதை வெளிப்படுத்துகிறது (பார்க்கபடம் 6 (b)) மாறாக, காட்டப்பட்டுள்ளபடிபடம் 6(a), AFS சில அசாதாரணமான பெரிய துளைகளுடன் மோசமான துளை ஒருமைப்பாட்டைக் காட்டுகிறது. இதற்கிடையில், AFS மற்றும் Cf/AFS க்கு சமமான துளை விட்டம் முறையே 2.9 ± 0.2 மிமீ மற்றும் 1.9 ± 0.1 மிமீ ஆகும், இது Cf ஐ சேர்ப்பதன் மூலம் துளை விட்டம் மேலும் சுத்திகரிக்கப்பட்டது என்று பரிந்துரைக்கிறது (பார்க்கபடம் 6(c) மற்றும் (d))

துளை கட்டமைப்பின் பரிணாமம் இரண்டு போட்டி வழிமுறைகளால் பாதிக்கப்படுகிறது: TiH2 இன் சிதைவு மற்றும் நுரை ஒன்றிணைத்தல் மற்றும் சிதைவு. TiH2 இன் சிதைவு அணுக்கரு, போரோசிட்டி மற்றும் விரிவாக்க விகிதத்தின் எண்ணிக்கையில் அதிகரிப்புக்கு பங்களிக்கிறது, அதே நேரத்தில் குமிழ்களின் இணைப்பு மற்றும் சிதைவு துளைகளின் எண்ணிக்கையை குறைக்கிறது மற்றும் துளைகளின் விட்டம் அதிகரிக்கிறது. குமிழி இணைப்பு மற்றும் சிதைவு நிகழ்வுகளின் குறைப்பு ஒரு சிறந்த செல்லுலார் கட்டமைப்பைப் பெற பங்களிக்கிறது. எனவே, நுரைக்கும் செயல்முறையின் போது துளை கட்டமைப்பின் ஒருமைப்பாட்டை பராமரிக்க நுரையின் உயர் நிலைத்தன்மை அவசியம். Cf/AFSக்கு, Cf சேர்ப்பது அலுமினியம் உருகுவதன் மூலம் இழைகளின் ஈரத்தன்மையை பெரிதும் மேம்படுத்துகிறது. மெல்ட் ஃபேமிங் முறையால் தயாரிக்கப்பட்ட Cf வலுவூட்டப்பட்ட அலுமினிய நுரை [44] போலவே, Cf சேர்ப்பது செல் சுவர் சிதைவைத் தடுப்பதன் மூலம் அலுமினிய நுரையை உறுதிப்படுத்துகிறது மற்றும் திரட்டலைக் குறைக்கிறது. இதற்கிடையில், Cf ஆனது செல் சுவரில் ஒரு வலை போன்ற அமைப்பை உருவாக்க முடியும், இது ஒரு பிரிப்பு சக்தியை உருவாக்குகிறது மற்றும் குமிழ்கள் சிதைவதைத் தடுக்கிறது, இதனால், செல் அமைப்பு, நுரை நிலைத்தன்மை மற்றும் துளை விநியோகத்தின் சீரான தன்மை ஆகியவற்றை மேம்படுத்துகிறது.

3.3 நுண் கட்டமைப்பு தன்மை

படம் 7(அ)AFS உடன் நுரைத்த பிறகு செல் சுவரின் நுண் கட்டமைப்பைக் காட்டுகிறது. AlSi6Cu4Mg4 அலாய் ஃபோம்களுக்குத் தெரிவிக்கப்பட்டுள்ளபடி, யூடெக்டிக் Al-Si, Mg2Si, Al2Cu மற்றும் Al5Cu2Mg8Si6 ஆகியவை கலவையில் உள்ளன, இது EDS பகுப்பாய்விலிருந்து பெறப்பட்ட கண்டுபிடிப்புகளுடன் உடன்படுகிறது.படம் 7(b). இந்த உடையக்கூடிய கட்டங்கள் துளை சுவரை பலவீனப்படுத்துவதன் மூலம் அல்லது சிதைவின் போது விரிசல்களின் ஆதாரமாக செயல்படுவதன் மூலம் அலுமினிய நுரையின் இயந்திர பண்புகளை குறைக்கிறது. எனவே, வலுவூட்டும் கட்டங்களைச் சேர்ப்பதன் மூலம் துளை சுவரின் இயந்திர பண்புகளை மேம்படுத்துவது ஒரு சாத்தியமான மற்றும் பயனுள்ள உத்தி ஆகும்.

Cf/AFSக்கு, இதிலிருந்து கவனிக்கலாம்படம் 7(c) மற்றும் (ஈ)Cf செல் சுவருக்குள் அல்லது செல் சுவரின் விளிம்பில் விநியோகிக்கப்படுகிறது, இது Cf அலுமினிய உருகுடன் சிறந்த ஈரப்பதத்தைக் கொண்டுள்ளது என்பதைக் குறிக்கிறது. மேலும், இது கவனிக்கத்தக்கது (பார்க்கபடம் 7(d)) இழைகள் மற்றும் அலுமினியம் உருகுவதற்கு இடையே உள்ள இடைமுகத்தில் Al2Cu படிநிலையின் ஒரு சிறிய அளவு உருவாகிறது. இந்த நிகழ்வு இழைகள் மற்றும் மேட்ரிக்ஸ் இடையே ஒரு வலுவான பிணைப்பை அடைவதற்கு பங்களிக்கிறது. இந்த பரவல் எதிர்வினையின் முன்னேற்றத்தை உள்ளுணர்வுடன் காணலாம்படம் 4(a)–(c). வேகமான கட்டம் கார்பன் ஃபைபர்களை முழுவதுமாகச் சூழவில்லை என்பதை நினைவில் கொள்ளவும், மேலும் இந்த விநியோகத்தின் நிலை மற்றும் அளவு Cf/AFSக்கு நன்மை பயக்கும். Lv et al இன் ஆய்வின் அடிப்படையில், Cf வலுவூட்டப்பட்ட அலுமினிய மேட்ரிக்ஸ் கலவைப் பொருட்கள் மீது, சரியான அளவு துரிதப்படுத்தப்பட்ட கட்டம் இடைமுகப் பிணைப்பு வலிமையை பாதிக்கலாம் மற்றும் கட்டுப்படுத்தலாம் என்பது நிரூபிக்கப்பட்டது.

படம் 6.பிரதிநிதி மாதிரியின் செங்குத்து பிரிவுகள் (a) AFS மற்றும் (b) Cf/AFS. (a) மற்றும் (b) உடன் தொடர்புடைய சமமான விட்டம் மற்றும் பகுதி பின்னம் அடுக்கு முறையே (c) மற்றும் (d) இல் சித்தரிக்கப்பட்டுள்ளது. (c) மற்றும் (d) இல் உள்ள திடமான தொடர்ச்சியான கோடு பதிவு-சாதாரண பொருத்தத்தைக் குறிக்கிறது. பின்னடைவு (R2) பொருத்தத்தின் நன்மையைக் குறிக்கிறது.

படம் 7.SEM படங்கள் (a) மற்றும் (b) உடன் தொடர்புடைய நுண் கட்டமைப்புகளைக் காட்டுகின்றனபடம் 6(அ) ​​AFS மற்றும்படம் 6(b) Cf/AFS, முறையே, மேலும்,படம் 7(b) மற்றும் (d) இன் உள்ளூர்மயமாக்கப்பட்ட உருப்பெருக்கங்களைக் காட்டுகின்றனபடம் 7(a) மற்றும் (c), முறையே.

3.4 அல்-சி-எம்ஜி-கு நுரையை நிலைப்படுத்தும் Cf இன் மெக்கானிசம்

மேலே குறிப்பிடப்பட்ட பகுப்பாய்வின் அடிப்படையில், Cf/AFS மற்றும் AFS க்கான நுரைக்கும் பொறிமுறையின் திட்டவட்டமான பிரதிநிதித்துவம் சுருக்கப்பட்டுள்ளது.படம் 8. Cf/AFS மற்றும் AFS ஆகியவற்றுக்கு இடையே உள்ள குறிப்பிடத்தக்க வேறுபாடுகள் அணுக்கரு நிலை, குமிழி வளர்ச்சி மற்றும் ஒன்றிணைக்கும் நிலை மற்றும் படிப்படியான திடப்படுத்தல் நிலை ஆகியவற்றில் விளக்கப்பட்டுள்ளது.படம் 8(a) மற்றும் (b).

படம் 8.Cf/AFS மற்றும் AFS foaming நடத்தையின் திட்ட வரைபடம்: (a) Cf/AFS; மற்றும் (b) AFS.

AlSi6Cu4Mg4 அலாய் நுரைகளின் அணுக்கரு நிலையில், குமிழ்கள் TiH2 துகள்கள் இருக்கும் இடத்தில் அணுக்கருவைக் காட்டிலும், செப்புத் துகள்களைச் சுற்றியுள்ள திரவ குவாட்டர்னரி யூடெக்டிகிற்குள் அணுக்கருவை ஏற்படுத்துகின்றன. முன்னோடியின் பலவீனமான பகுதியில் (வகை II நியூக்ளியேஷன்) இந்த வகை அணுக்கரு, TiH2 சிதைவினால் வெளியிடப்படும் வாயுக்களுக்கு அதிக தப்பிக்கும் வழிகளை வழங்குகிறது, வாயுக்களின் திரட்சியைத் தவிர்க்கிறது மற்றும் அலுமினிய உருகலில் விரிசல்களை பரப்புகிறது. செப்பு-பூசப்பட்ட கார்பன் இழைகளின் சேர்க்கையானது H2 ஐ வெளியிடுவதற்கு அதிக சேனல்களை உருவாக்குகிறது. இருப்பினும், இந்த நிலையில் அலுமினியம் உருகுவதற்கு போதுமான திரவப் பின்னம் இல்லை என்பதால், அத்தகைய சிறிய குமிழ்கள் தொடர்ந்து வளர போதுமான அளவு H2 ஆதாரத்தைக் கொண்டிருப்பது கடினம். இதன் விளைவாக, வெப்பநிலை உயரும்போது இந்த சிறிய குமிழ்கள் உருகுவதற்குள் சிதைந்துவிடும். முன்னோடி முற்றிலும் உருகும்போது, ​​​​TiH2 இன் வன்முறை டீஹைட்ரஜனேற்ற எதிர்வினையிலிருந்து வெளியிடப்படும் H2 அணுக்கரு புள்ளியின் அடிப்படையில் அணுக்கரு மற்றும் வேகமாக வளரும். Cf குமிழ்களின் தலைமுறைக்கு ஏராளமான பன்முக அணுக்கரு தளங்களை வழங்குகிறது, இது அணுக்கரு விகிதங்களை பெரிதும் அதிகரிக்கிறது. அதே நேரத்தில், Cf இன் இருப்பு முதன்மை குமிழ்களின் தொடர்பு மற்றும் ஒன்றிணைப்பை திறம்பட தடுக்கிறது மற்றும் ஒழுங்கற்ற பெரிய குமிழ்கள் உருவாவதைத் தவிர்க்கிறது.

குமிழ்களின் வளர்ச்சி மற்றும் ஒன்றிணைக்கும் கட்டத்தில், Cf இன் சேர்ப்பது நுரை நிலைத்தன்மையை கணிசமாக மேம்படுத்துகிறது. காரணம், Cf மற்றும் அலுமினியம் உருகும் நல்ல ஈரப்பதம் கொண்டது, மேலும் இழைகள் இரண்டு வாயு-திரவ இடைமுகங்களுக்கு இடையில் எளிதில் சிக்கி பிணைய கட்டமைப்பை உருவாக்கலாம் (காட்டப்பட்டுள்ளபடிபடம் 7(c)) திரவப் படலம் மெல்லியதாக இருப்பதால், இழைகள் பீடபூமி எல்லையில் இருந்து உறிஞ்சுவதை எதிர்க்க ஒரு பிரிப்பு அழுத்தத்தை உருவாக்கலாம், இதனால் திரவப் படம் சிதைவதைத் தடுக்கிறது. எனவே AFS உடன் ஒப்பிடும்போது Cf/AFS க்கு நீண்ட நுரை நேரம் தேவைப்படுகிறது, நுரையின் பரிணாம வளர்ச்சியின் போது துளை கட்டமைப்பின் சீரான தன்மையை பராமரிக்கக்கூடிய அதிக நிலைப்புத்தன்மை கொண்டது.

மெதுவான திடப்படுத்தும் கட்டத்தில், Cf/AFS இல் உள்ள குமிழ்கள் இனி வளராது மற்றும் செல் சுவரில் இழைகள் பதிக்கப்படுகின்றன (சிவப்பு புள்ளியிடப்பட்ட பெட்டியுடன் குறிக்கப்பட்டுள்ளது). இழைகளின் இந்த தக்கவைப்பு ஆஸ்ட்வால்ட் முதிர்ச்சியில் காணப்படுவது போல் பெரிய குமிழ்கள் சிறிய குமிழ்களை உறிஞ்சுவதைத் தடுக்கிறது மற்றும் திடப்படுத்தல் விரிவாக்கத்தின் காரணமாக செல் சுவர் சிதைவைத் தடுக்கிறது. இதன் விளைவாக, AFS உடன் ஒப்பிடும்போது Cf/AFS மிகவும் ஒரே மாதிரியான துளை அமைப்பு மற்றும் குறைவான துளை குறைபாடுகளை வெளிப்படுத்துகிறது.

3.5 இயந்திர பண்புகள்

Cf/AFS மற்றும் AFS க்கான சுருக்க அழுத்த-திரிபு வளைவுகள் கிட்டத்தட்ட அதே போரோசிட்டியுடன் (முறையே 83.2% மற்றும் 81.4%) வழங்கப்படுகின்றன.படம் 9(a). அமுக்க அழுத்த-திரிபு வளைவு, நேரியல் மீள் பகுதி, பீடபூமி பகுதி மற்றும் அடர்த்தி பகுதி ஆகியவற்றை உள்ளடக்கிய ஒரு தனித்துவமான மூன்று நிலை பண்புகளைக் காட்டுகிறது. AFS மற்றும் Cf/AFS ஆகியவற்றின் சுருக்க மகசூல் வலிமை முறையே 8.44 MPa மற்றும் 11.87 MPa ஆகும். AFS உடன் ஒப்பிடும்போது Cf/AFS இன் சுருக்க மகசூல் வலிமை 40.6% அதிகரித்துள்ளது. இதற்கிடையில், Cf/AFS இன் ஆற்றல் உறிஞ்சுதல் திறன், அதே திரிபு உள்ள AFS ஐ விட சிறப்பாக உள்ளது.படம் 9(b). AFS மற்றும் Cf/AFS இன் ஆற்றல் உறிஞ்சுதல் திறன்கள் முறையே 3.3 MJ/m3 மற்றும் 6.1 MJ/m3 ஆகும். AFS உடன் ஒப்பிடும்போது Cf/AFS இன் ஆற்றல் உறிஞ்சுதல் திறன் 84.8% மேம்படுத்தப்பட்டுள்ளது.

படம் 9.Cf/AFS மற்றும் AFS இன் அழுத்த அழுத்த-ரயில் வளைவுகள் மற்றும் ஆற்றல் உறிஞ்சுதல் திறன் வளைவுகள்: (அ) அழுத்த அழுத்த-ரயில் வளைவுகள்; (ஆ) ஆற்றல் உறிஞ்சுதல் திறன் வளைவுகள்.

Cf இன் ஒருங்கிணைப்பு நுரை மையத்தின் இயந்திர பண்புகளை கணிசமாக மேம்படுத்தியது. இயந்திர பண்புகள் என்பது அனைவரும் அறிந்ததேஅலுமினிய நுரைதுளை அமைப்பு மற்றும் ஸ்ட்ரட் இயந்திர பண்புகளுடன் நெருக்கமாக தொடர்புடையது. மேக்ரோஸ்ட்ரக்சுரல் பகுப்பாய்வு, சிஎஃப் சேர்ப்பது துளையின் அளவைச் செம்மைப்படுத்தியது, துளை விநியோகத்தை மேம்படுத்தியது மற்றும் துளை குறைபாடுகளைக் குறைத்தது. சசிகுமார் மற்றும் பலரின் கண்டுபிடிப்புகளைப் போலவே. மற்றும் யாங்கேடல். சிறிய துளை விட்டம் மற்றும் குறுகிய துளை விநியோகம் சுருக்க வலிமை மற்றும் ஆற்றல் உறிஞ்சுதல் திறனை மேம்படுத்த மிகவும் பயனுள்ளதாக இருக்கும். மேலும், நுரையின் இயந்திர பண்புகளில் நுண் கட்டமைப்பின் விளைவு முக்கியமாக நுரையின் துளை சுவர்களில் உட்பொதிக்கப்பட்ட Cf காரணமாகும். அலுமினிய மேட்ரிக்ஸில் உள்ள கார்பன் ஃபைபர்களின் செப்பு-பூசப்பட்ட பரவல் மற்றும் கரைப்பு, இழைகளுக்கும் அலுமினிய அணிக்கும் இடையே ஒரு உறுதியான இடைமுகப் பிணைப்பை அடைய முடியும், இது சுமை பரிமாற்றத்திற்கு பங்களிக்கிறது. துளை சுவரில் பொருத்தப்பட்ட உயர் மாடுலஸ் கார்பன் ஃபைபர் சுருக்க சுமையின் கீழ் துளை சுவரின் சிதைவைக் கட்டுப்படுத்தலாம் மற்றும் சுமை தாங்கும் திறனை மேம்படுத்தலாம். இந்த காரணிகள் அனைத்தும் AFS உடன் ஒப்பிடும்போது அதிக மகசூல் வலிமை மற்றும் ஆற்றல் உறிஞ்சுதல் திறனை அடைய Cf/AFSக்கு சாதகமாக உள்ளது.

4. முடிவுகள்

இந்த வேலையில் பேக்கிங் ரோலிங் பவுடர் மெட்டலர்ஜி முறை மூலம் Cf/AFS மற்றும் AFS தயாரிக்கப்பட்டது. Cf/AFS மற்றும் AFS இன் நுரைக்கும் நடத்தை சின்க்ரோட்ரான் கதிர்வீச்சு மூலம் மாறும் வகையில் கவனிக்கப்பட்டது

குமிழி அணுக்கரு மற்றும் வளர்ச்சியில் Cf இன் தாக்கத்தை ஆராயுங்கள். கூடுதலாக, அலுமினிய நுரைகளின் துளை உருவவியல், துளை விநியோகம் மற்றும் சுருக்க பண்புகள் பற்றிய Cf முழுமையாக பகுப்பாய்வு செய்யப்பட்டது. முக்கிய முடிவுகள் பின்வருமாறு:

(1) சிட்டு அவதானிப்புகளில் உள்ள சின்க்ரோட்ரான் கதிர்வீச்சு Cf/AFS மற்றும் AFS நுரைத்தல் செயல்முறைகள் இரண்டும் மூன்று வெவ்வேறு நிலைகளை வெளிப்படுத்துகின்றன: குமிழி அணுக்கரு, குமிழி வளர்ச்சி மற்றும் இணைப்பு மற்றும் திடப்படுத்துதல்.

AFS உடன் ஒப்பிடுகையில், Cf/AFS இன் நுரைத்தல் செயல்முறை அதிக நிலைப்புத்தன்மை மற்றும் குமிழி சீரான தன்மையை நிரூபிக்கிறது. துளை பரிணாம வளர்ச்சியின் போது AFS அசாதாரணமாக பெரிய மற்றும் கரடுமுரடான துளைகளை உருவாக்குவதற்கான வாய்ப்புகள் அதிகம். கூடுதலாக, இந்த ஏற்றத்தாழ்வு Cf இன் பன்முக நியூக்ளியேஷன் விளைவுக்குக் காரணம், இது குமிழி சுவர் சிதைவைத் தடுக்கிறது மற்றும் அணுக்கரு வீதத்தை அதிகரிக்கும் போது ஒன்றிணைவதைக் குறைக்கிறது.

(2) 0.5 wt.% Cf சேர்ப்பது 2.9 ± 0.2 மிமீ முதல் 1.9 ± 0.1 மிமீ வரை சமமான துளை விட்டத்தை செம்மைப்படுத்துகிறது, இது கரடுமுரடான துளை குறைபாடுகளை கணிசமாகக் குறைக்கிறது. அதே நேரத்தில், நுண் கட்டமைப்பு Cf இன் நல்ல ஈரப்பதத்தை வெளிப்படுத்துகிறது, இது துளை சுவர் மற்றும் வாயு-திடமான இடைமுகத்துடன் விநியோகிக்கப்படுகிறது, இதன் மூலம் நுரை நிலைத்தன்மையை அதிகரிக்கிறது.

(3) AFS உடன் ஒப்பிடும்போது, ​​Cf/AFS இன் சுருக்க மகசூல் வலிமை மற்றும் ஆற்றல் உறிஞ்சுதல் திறன் ஆகியவை முறையே சுமார் 40.6% மற்றும் 84.8% அதிகரித்துள்ளது. இந்த ஆய்வின் கண்டுபிடிப்புகள் அலுமினிய நுரை சாண்ட்விச் பேனல்களை உலோகவியல் பிணைப்பு இடைமுகங்களுடன் வலுவூட்டுவதற்கான யோசனைகளை வழங்க முடியும், அவை வாகன மற்றும் விண்வெளித் துறைகளில் பொறியியல் பயன்பாடுகளுக்கான சாத்தியக்கூறுகளைக் கொண்டுள்ளன.

ஜர்னல் ஆஃப் மெட்டீரியல்ஸ் ரிசர்ச் அண்ட் டெக்னாலஜியின் கட்டுரை