परम्परागत एल्युमिनियम फोम स्यान्डविच प्यानलको तुलनामा कपर-जमा गरिएको कार्बन फाइबर एल्युमिनियम फोम स्यान्डविच प्यानल प्रदर्शन विशेषताहरू

एल्युमिनियम फोम स्यान्डविच(AFS) प्यानलहरूमा संरचनात्मक र कार्यात्मक विशेषताहरूको संयोजन हुन्छ जस्तै कम घनत्व, उच्च विशिष्ट शक्ति, अनुकूल ऊर्जा अवशोषण, डम्पिङ क्षमता, र विद्युत चुम्बकीय ढाल। यी उत्कृष्ट गुणहरूले AFS लाई एयरोस्पेस, यातायात, र समुद्री क्षेत्रहरूमा ठूलो क्षमता प्रदान गर्दछ। केवल धातुको फोमहरूसँग तुलना गर्दा, AFS को बाहिरी धातु प्लेटहरूले फोमलाई प्रभावकारी रूपमा सील गर्न र यसको व्यापक मेकानिकल गुणहरू सुधार गर्न सक्छ, जस्तै तन्य र झुकाउने शक्ति। सामान्यतया, AFS टाँस्ने बन्धन विधिद्वारा बनाइएको थियो, जसले epoxy राल टाँस्ने प्रयोग गरेर ठोस धातु प्यानलहरूमा एल्युमिनियम फोम संलग्न गर्दछ।

यद्यपि टाँस्ने बन्धन विधिले संरचनात्मक डम्पिङलाई प्रभावकारी रूपमा बढाउँछ, यो रिसाइक्लिंगमा चुनौतीहरू र उच्च-तापमान वा संक्षारक अवस्थाहरूमा डेलामिनेशन विफलताको लागि संवेदनशीलता सहित सीमितताहरूसँगै छ। यी सीमितताहरूलाई सम्बोधन गर्न, व्यापक अनुसन्धान प्रयासहरू प्यानल र कोर तह बीच धातुकर्म सम्बन्ध प्राप्त गर्न समर्पित गरिएको छ।

हाल, मेटलर्जिकल बन्धन प्राप्त गर्ने उद्देश्यले AFS को लागि प्रमुख तयारी विधिहरूलाई सामान्यतया तीन वर्गहरूमा वर्गीकृत गरिएको छ: वेल्डिङ, पिघल फोमिङ, र प्याकिङ रोलिङ पाउडर धातु विज्ञान विधि। यी विधिहरू मध्ये, प्याकिङ रोलिङ पाउडर धातु विज्ञान विधिलाई छिद्र संरचना नियन्त्रण गर्न र कम-तापमान फोमिङ प्राप्त गर्न उत्कृष्ट मानिन्छ। हाम्रो अघिल्लो कामले यो प्रविधिलाई राम्रो विस्तार गुणहरू र औद्योगिक अनुप्रयोगहरूको लागि सेलुलर संरचनाको साथ ठूलो आकारको AFS बनाउन प्रयोग गर्यो।

यद्यपि, फोम कोरको तुलनात्मक रूपमा कम कम्प्रेसिभ मेकानिकल गुणहरूको कारण, AFS को मेकानिकल शक्तिको सुधार सीमित छ, त्यसैले फोम कोरको बलको थप सुधार AFS को लागि महत्त्वपूर्ण छ।

मिति सम्म, सामान्य विधिहरू को कम्प्रेसिभ मेकानिकल गुणहरू सुधार गर्न रिपोर्ट गरियोएल्युमिनियम फोमनिम्नानुसार छन्: सतह उपचार, ताप उपचार, र कण, फाइबर, मिश्र धातु तत्वहरू, आदि थपेर सुदृढीकरण। तिनीहरूमध्ये, कम घनत्व, उच्च लोचदार मोड्युलस, र ठूलो पक्ष अनुपात संग छोटो कार्बन फाइबर आशाजनक सुदृढीकरण सामग्री को रूप मा व्यापक ध्यान आकर्षित गरेको छ। यसबाहेक, कार्बन फाइबरको सतह मेटालाइजेशन, इलेक्ट्रोप्लेटिंग वा रासायनिक प्लेटिङ जस्तै तामा प्लेटिङ वा निकेल प्लेटिङद्वारा, एल्युमिनियम पग्लने कार्बन फाइबरको भिजेको क्षमतामा सुधार गर्दछ र कार्बन फाइबर र एल्युमिनियम पग्लने बीचको हानिकारक इन्टरफेसियल प्रतिक्रियाहरूलाई बेवास्ता गर्दछ। छोटो कार्बन फाइबर अब व्यापक रूपमा एल्युमिनियम म्याट्रिक्स कम्पोजिटहरू सुदृढ गर्न प्रयोग गरिन्छ।

भव सिंहेताल। तामा-लेपित कार्बन फाइबरहरू हलचल कास्टिङ विधिद्वारा प्रबलित एल्युमिनियम म्याट्रिक्स कम्पोजिटहरू। Muetal। दुई-रोल कास्टिङ विधि प्रयोग गरेर निकल-कोटेड कार्बन फाइबरसँग प्रबलित एल्युमिनियम म्याट्रिक्स कम्पोजिटहरू। नतिजाहरूले कार्बन फाइबरको थपको साथ कम्पोजिटको तन्य शक्तिमा महत्त्वपूर्ण वृद्धि देखाएको छ। तर, त्यहाँ सीमित अनुसन्धान सञ्चालन गरिएको छएल्युमिनियम फोम प्रबलिततामा लेपित कार्बन फाइबर संग। Caoetal। पहिले तयार गरिएको तामा-लेपित कार्बन फाइबरले पग्लने फोमिङ विधि मार्फत एल्युमिनियम फोमलाई प्रबलित गर्यो। नतिजाहरूले देखाउँछ कि Cf को 0.35 भोल्युम% ले तरल फिल्म फुट्नबाट रोकेर एल्युमिनियम फोमलाई स्थिर गर्न सक्छ, र फोममा थपिएको फाइबरको मात्रा अधिक स्थिर हुन्छ। Muetal। पग्लिएको फोमिङ विधिद्वारा तयार गरिएको एल्युमिनियम फोमको डम्पिङ गुणहरू Cf थप्दा उल्लेखनीय रूपमा सुधार भएको देखाइएको छ।

तदनुसार, यो निष्कर्षमा पुग्न सकिन्छ कि Cf को थप एक साथ फोमिङ स्थिरता र मेकानिकल गुणहरू सुधार गर्न एक प्रभावकारी रणनीति हुन सक्छ।एल्युमिनियम फोमहरू। यसबाहेक, पाउडर धातु विज्ञान विधि मार्फत तयार गरिएको तामा-प्लेटेड कार्बन फाइबर प्रबलित एल्युमिनियम फोम स्यान्डविच प्यानलहरूमा कुनै रिपोर्टहरू छैनन्, जसले अनुसन्धानकर्ताहरूलाई यस क्षेत्रमा थप गहिरो अध्ययन गर्न उत्प्रेरित गर्दछ।

न्यूक्लिएशन मेकानिजम र स्थिरतामा धेरै अध्ययनहरू भएका छन्एल्युमिनियम फोमहरूसुदृढीकरण चरणहरूको थपको साथ। छिद्र संख्या र छिद्र आकार विज्ञान मा भिन्नता,

जस्तै आकार, वितरण, र आकार, सामान्यतया nucleation संयन्त्र र स्थिरता को श्रेय गरिन्छ। पाउडर धातु विज्ञान प्रणालीमा विषम न्यूक्लिएशन प्रभावहरू र अक्साइड नेटवर्क स्थिरीकरण संयन्त्रहरू विस्तृत रूपमा अनुसन्धान गरिएको छ। यस पेपरमा प्रयोग गरिएको Al-Si-Mg-Cu सम्मिलित क्वाटरनरी मिश्र धातु पाउडरहरूले 507 ◦C को ठोस तापमान र 596 ◦C को तरल तापक्रमको साथ, असाधारण विस्तार दर र कम फोमिङ तापमान प्रदर्शन गरेको छ। जे होस्, यो विशेष मिश्र धातु संरचना भएको पाउडर कम्प्याक्टको न्यूक्लिएशन मेकानिज्म, स्थिरता, र कम्प्रेसिभ मेकानिकल गुणहरूको सन्दर्भमा अनुसन्धानको कमी छ, विशेष गरी Cf समावेश गर्दा। अघिल्लो कामहरूमा, न्यूक्लियसन र स्थिरीकरण संयन्त्रहरूको अनुसन्धानहरू मुख्य रूपमा गैर-इन सिटु विधिहरू मार्फत सञ्चालन गरिएको थियो, नमूनाहरूको टोमोग्राफिक विश्लेषण समावेश गरिएको थियो जुन फोमिंग अवरोध पछि द्रुत रूपमा चिसो भयो। दुर्भाग्यवश, सबमिक्रोन बबल न्यूक्लिएशन मुख्यतया पूर्ववर्ती तताउने समयमा हुन्छ र 100 ms देखि 1 s सम्म फैलिएको समय अन्तराल भित्र द्रुत रूपमा विस्तार हुन्छ, प्रायः वास्तविक-समय अवलोकनका लागि चुनौतीहरू प्रस्तुत गर्दछ। आधुनिक सिन्क्रोट्रोन विकिरण एक्स-रे इमेजिङ प्रविधिमा उच्च उर्जा र स्प्याटियोटेम्पोरल रिजोल्युसन छ, जसले वास्तविक-समयको लागि अनुमति दिन्छ, उच्च तापमानमा एल्युमिनियम फोमहरूको न्यूक्लियसन र वृद्धि प्रक्रियाको स्थितिमा अवलोकन गर्न। हाल, सीमित शोधकर्ताहरूले मात्र सिन्क्रोट्रोन विकिरणद्वारा अल-सी-एमजी मिश्र धातु पाउडरको फोमिङ गतिविज्ञान अन्वेषण गरेका छन्। उदाहरणका लागि, गार्सिया-मोरेनोएटल। तरल एल्युमिनियम फोममा महत्त्वपूर्ण गतिशील घटना रिपोर्ट गरियो, जसमा न्यूक्लिएशन र वृद्धि, बबल पुनर्व्यवस्थित, तरल रिट्र्याक्शन, एग्लोमेरेसन, र फिल्म फुट्ने। Kamm et al। सिन्क्रोट्रोन विकिरण द्वारा AlSi8Mg4 एल्युमिनियम फोमको न्यूक्लिएशन र वृद्धि प्रक्रियाको अध्ययन गर्यो। तिनीहरूको खोजहरूले संकेत गर्यो कि धातु पाउडरको सतहमा adsorbates को विघटन मार्फत उत्पन्न हाइड्रोजन अर्को महत्त्वपूर्ण न्यूक्लिएशन तंत्र को प्रतिनिधित्व गर्दछ। यद्यपि, पूर्ववर्ती घटकहरू बीचको अन्तरक्रिया जटिल छ, र फोमिङको गतिशीलता तिनीहरूको संरचनाबाट प्रभावित हुन सक्छ। दुबै Al-Si-Cu-Mg पाउडर प्रणाली र थप Cf को साथ Al-Si-Cu-Mg पाउडर प्रणालीको लागि, धातु फोमको प्रारम्भ र बृद्धि बुझ्न र अन्वेषण गुणहरू सुधार गर्न फोमको थप संरचनात्मक विकासको लागि महत्त्वपूर्ण छ। अनुप्रयोगहरूको लागि।

यस कार्यमा, Cf/AFS र AFS मेटालर्जिकल इन्टरफेसियल बन्डिङको साथ प्याकिङ रोलिङ पाउडर धातु विज्ञान विधिद्वारा तयार गरिएको थियो। Cf/AFS र AFS को बबल विकास सिन्क्रोट्रोन विकिरण द्वारा बबल न्यूक्लिएशन, वृद्धि र मर्जर, र स्थिरता मा Cf को संयन्त्र प्रकट गर्न को लागी अवलोकन गरिएको थियो। थप रूपमा, Cf/AFS र AFS लाई चेम्बर फर्नेसमा 15 मिनेटको लागि 620 ◦C मा फोम गरिएको थियो। त्यसपछि, फोम गरिएको नमूनाहरूको छिद्र आकार वितरण, छिद्र माइक्रोस्ट्रक्चर, र कम्प्रेसिभ मेकानिकल गुणहरू विशेषता र परीक्षण गरियो। माथि उल्लिखित अध्ययनहरूको आधारमा, Cf/AFS र AFS को संरचना र कम्प्रेसिभ शक्ति व्यवस्थित रूपमा मूल्याङ्कन गरिएको थियो।

2. सामग्री र विधिहरू

२.१। कच्चा माल

AFS र Cf/AFS तयार गर्नका लागि छवटा कच्चा पदार्थहरू प्रयोग गरिएको थियो: अल पाउडर (औसत आकार: 45 μm, शुद्धता > 99.70%), Si पाउडर (औसत आकार: 38 μm, शुद्धता > 99.50%), Cu पाउडर (औसत आकार: 38 μm, शुद्धता >99.90%), Mg पाउडर (औसत आकार: 75 μm, शुद्धता >99.70%), TiH2 पाउडर (औसत आकार: 45 μm, शुद्धता > 99.70%), र तामा-लेपित कार्बन फाइबर (औसत आकार: 1～2 मिमी, तामा-लेपित को मोटाई: 1.4 μm)।

२.२। Cf/AFS को निर्माण

प्याकिङ रोलिङ पाउडर धातु विज्ञान विधि को योजनाबद्ध मा चित्रण गरिएको छचित्र १। मिश्रण चरणको समयमा, क्वाटरनरी मिश्र धातु AlSi6Mg4Cu4 पाउडर तयार गरिएको थियो, क्रमशः 86 wt%, 6 wt%, 4 wt%, र 4 wt% को अनुपातमा Al, Si, Cu, र Mg को पाउडरहरू। 1 wt% oxidized TiH2 पाउडर (470 ◦C मा 1.5 घन्टाको लागि हावामा तातो उपचार) एक ब्लोइङ एजेन्टको रूपमा थपिएको थियो जसले पग्लने तापमानमा H2 द्रुत रूपमा पग्लन्छ। थप रूपमा, ०.५ wt% कार्बन फाइबरहरू सुदृढीकरण चरणहरूको रूपमा समावेश गरिएको थियो। विशेष रूपमा, फोमिङको समयमा फाइबर-एल्युमिनियम पग्लिएको इन्टरफेसमा भिजेको क्षमता बढाउन र हानिकारक प्रतिक्रियाहरू रोक्नको लागि, कार्बन फाइबरहरू इलेक्ट्रोप्लेटिंग मार्फत तामा-लेपित थिए। इलेक्ट्रोप्लेटिंग प्रक्रिया Refs मा वर्णन गरिएको थियो।चित्र २इलेक्ट्रोलेस प्लेटिङ प्रक्रिया द्वारा प्राप्त तामा-लेपित कार्बन फाइबर देखाउँछ। कोटिंगमा फाइबर सतहको समान र निरन्तर कभरेज छ(चित्र 2(a)-(b))। पछि, यस अध्ययनमा प्रयोग गरिएका विभिन्न मिश्र धातुहरू माथि उल्लिखित पाउडरहरू 3 घन्टाको लागि त्रि-आयामी मिक्सरमा Cf सँग र बिना मिश्रण गरेर तयार गरियो। समान रूपमा मिश्रित पाउडर सिल गरिएको गुफा भित्र इन्क्याप्सुलेटेड हुन्छ, त्यसपछि चिसो र तातो रोलिङ प्रक्रियाहरू।

चिसो रोलिङ स्टेजले प्रभावकारी रूपमा गुफाहरू भित्रबाट हावा र कणहरू बीचको अन्तराल खाली ठाउँहरू धेरै पासहरू र साना अवसादहरूको श्रृंखला मार्फत बाहिर निकाल्छ। तातो रोलिङ चरणले सुनिश्चित गर्दछ कि अग्रसरले प्यानल र पाउडरको सह-विरूपण मार्फत 98% भन्दा बढी सापेक्षिक घनत्व प्राप्त गर्दछ, जसले पछिको फोमिङ प्रक्रियालाई सुविधा दिन्छ। विस्तृत रोलिङ प्रक्रिया प्यारामिटरहरू Refs मा वर्णन गरिएको छ। AFS र Cf/AFS foamable अग्रदूतहरू माथि उल्लिखित प्रक्रिया मार्फत प्राप्त गरिन्छ। अन्ततः, Cf/AFS र AFS नमूनाहरू बनाउनको लागि दुवै फोमयोग्य पूर्ववर्तीहरूलाई 620 ◦C मा 15 मिनेटको लागि तताइएको थियो, जुन छिद्र आकार विश्लेषण, माइक्रोस्ट्रक्चरल विशेषता, र कम्प्रेसिभ मेकानिकल गुण परीक्षणहरूको लागि प्रयोग गरिएको थियो।

२.३ विशेषता र परीक्षण विधिहरू

२.३.१। माइक्रोस्ट्रक्चरल विशेषता

Cf/AFS र AFS को माइक्रोस्ट्रक्चर मोर्फोलोजी फिल्ड उत्सर्जन स्क्यानिङ इलेक्ट्रोन माइक्रोस्कोपी (SEM, Zeiss Ultra Plus) द्वारा अनुसन्धान गरिएको थियो। ऊर्जा फैलाउने स्पेक्ट्रोस्कोपी (EDS) फोम गरिएको नमूनाहरूको सेल भित्ताहरूमा विभिन्न चरणहरूको संरचना पहिचान गर्न प्रयोग गरिएको थियो। इलेक्ट्रो-डिस्चार्जिङ मेसिन (EDM, DK7745) को प्रयोग गरेर फोम गरिएका नमूनाहरू काटेर नमूनाहरूको अनुदैर्ध्य खण्डहरू प्राप्त गरियो। यस पछि, नमूनाहरूको अनुदैर्ध्य खण्डहरूलाई पेन्टले लेपित गरियो र त्यसपछि क्रमशः 800-ग्रिट र 1500-ग्रिट स्यान्डपेपर प्रयोग गरेर बालुवा र पालिश गरियो। अन्ततः, पालिश गरिएको नमूना क्रस-सेक्शनको समतुल्य सेल व्यास (Dmean) छवि विश्लेषण सफ्टवेयर, छवि प्रो प्लस 6.0 प्रयोग गरेर निर्धारण गरिएको थियो।

चित्र १।प्याकिङ रोलिङ पाउडर धातु विज्ञान विधिको योजनाबद्ध।

चित्र २।(a) तामा-लेपित कार्बन फाइबरको SEM छविहरू, र (b) ले (a) मा रातो वर्गले चिन्ह लगाइएको क्षेत्रको म्याग्निफाइड दृश्य देखाउँछ। छविहरू (c) र (d) (b) बिन्दु A को EDS परिणामहरू हुन्।

चित्र ३।सिंक्रोट्रोन विकिरण प्रयोग सेटअपको योजनाबद्ध रेखाचित्र।

२.३.२। सिन्क्रोट्रोन विकिरण द्वारा इन-सिटू फोमिङ अवलोकनहरू

सिन्क्रोट्रोन विकिरण प्रयोग सेटअपको योजनाबद्ध रेखाचित्रमा स्केच गरिएको छचित्र ३। प्रयोगहरू बेइजिङ सिन्क्रोट्रोन विकिरण सुविधा (बीएसआरएफ, बेइजिङ इन्स्टिच्युट अफ हाई एनर्जी फिजिक्स, चाइनिज एकेडेमी अफ साइन्सेस, चीन) को बीमलाइन 4W1A मा सञ्चालन गरिएको थियो। परम्परागत अवशोषण-कन्ट्रास्ट इमेजिङको विपरीत, यो पेपरले सिन्क्रोट्रोन विकिरण प्रकाश स्रोतको साथ चरण-विपरीत इमेजिङ प्रयोग गर्दछ। यो दृष्टिकोणले परम्परागत अवशोषण इमेजिङको सीमितताहरूलाई सम्बोधन गर्दछ, जुन कमजोर रूपमा अवशोषित पदार्थहरू कल्पना गर्नका लागि प्रभावहीन छ। नमूनाहरूको फोमिङ प्रक्रिया अनुकूलन डिजाइन गरिएको फोमिङ फर्नेस भित्र प्रदर्शन गरिएको थियो, एक्स-रे बीम दिशामा लम्बवत स्थितिमा 15 मिमी बाइ 15 मिमी वर्ग विन्डोको विशेषता। नमूना आकार, चित्र 3 मा चित्रण गरिए अनुसार, 15 मिमी × 15 मिमी × 2 मिमी मापन गर्दछ। नमूना एक निश्चित संख्या सिरेमिक पानाहरू मिलेर फोमिङ मोल्डमा राखिएको छ। फोमिङ प्रक्रियाको दौरान, एक्स-रेहरू नमूनाबाट पास हुन सक्छन् र चार्ज-कपल्ड यन्त्र (CCD) क्यामेराद्वारा कैद गरिन्छ। छनोट गरिएको एक्स-रे स्रोत 20 Kev को तीव्रतामा सञ्चालन भयो, र 7.4 mm × 7.4 mm को अधिकतम दृश्य आकार सम्पूर्ण फोमिङ प्रक्रियाको व्यापक अवलोकन सक्षम गर्न प्रयोग गरिएको थियो।

यो ध्यान दिन लायक छ कि अवलोकन गरिएको नमूनाहरू रोलिङ दिशा र स्पर्शिक दिशा दुवैलाई लम्बवत रूपमा राखिएको थियो। ०.५ wt% Cf र ०.५ wt% Cf नभएका दुबै अग्रसरहरूले EDM प्रयोग गरेर नमूनाहरूको दुबै छेउबाट तिनीहरूको साइड प्यानलहरू हटाएका थिए। एल्युमिनियम फोमको फोमिंग विशेषताहरूमा Cf को प्रभाव अनुसन्धान गरिएको थियो। यसबाहेक, बिभिन्न रचनाहरू भएका पूर्ववर्तीहरूलाई 620 ◦C को पूर्वनिर्धारित तापक्रममा एउटै तताउने भट्टीमा फोम गरिएको थियो।

२.३.३। कम्प्रेसन मेकानिकल गुण परीक्षण

कम्प्रेसन नमूनाहरू 23 मिमीको उचाइ र 20 मिमीको व्यासको साथ बेलनाकार नमूनाहरूमा EDM द्वारा काटिएको थियो, र आकार प्रभावबाट बच्न प्रत्येक दिशामा कम्तिमा 10 पूर्ण छिद्रहरू समावेश गर्न सुनिश्चित गरिएको थियो। अर्ध-स्थिर कम्प्रेसन परीक्षणहरू ISO13314–2011 र GB/T31930–2015 मापदण्डहरू पछ्याउँदै, 100 KN को अधिकतम लोड क्षमता भएको AG-XPLUS इलेक्ट्रोन सार्वभौमिक सामग्री परीक्षण मेसिन प्रयोग गरी सञ्चालन गरियो। प्रत्येक समूहको लागि तीन नमूनाहरू परीक्षण गरिएको थियो, र यस पेपरमा कम्प्रेसिभ तनाव-तनाव वक्रहरूले तीनवटा परीक्षण नमूनाहरूबाट प्राप्त औसत परिणामहरू प्रतिनिधित्व गर्दछ। सबै परीक्षणहरू विस्थापन नियन्त्रण अन्तर्गत गरिएको थियो, कोठाको तापक्रममा 2 mm/ मिनेट (10− 3 s− 1 को प्रारम्भिक तनाव दरसँग सम्बन्धित) को स्थिर क्रस-हेड गति कायम राख्दै।

चित्र ४।Cf/AFS फोमिङ प्रक्रियाको समय-विकसित सिंक्रोट्रोन विकिरण छविहरू: (a) 380 ◦C को t0 क्षणमा unfoamed precursor; (b) - (c) पूर्ववर्ती पग्लिने क्रममा एलिमेन्टल तामा र टाइप II न्यूक्लिएशनको विघटन; (d)-(g) विषम न्यूक्लिएशन र बबलहरूको वृद्धि प्रक्रियाहरू; र (h)-(i) बुलबुलेहरू मिल्ने र फुट्ने।

3. परिणाम र छलफल

३.१। सिन्क्रोट्रोन विकिरण अन्तर्गत सिटु फोमिङ व्यवहारमा

३.१.१। Cf/AFS को फोम विकास

चित्र ४Cf/AFS को फोमिङ प्रक्रिया चित्रण गर्ने सिन्क्रोट्रोन विकिरण छविहरूको श्रृंखला प्रदर्शन गर्दछ। Cf/AFS को मूल तस्बिरहरू(चित्र ४ (क))म्याट्रिक्स 380 ◦C मा ठोस अवस्थामा हुँदा कब्जा गरियो, र यो समय t0 को रूपमा सेट गरिएको थियो। अग्रसरमा अन्य कम्पोनेन्टहरूको तुलनामा, Cf मुख्य रूपमा खैरो एल्युमिनियम-रिच म्याट्रिक्स भित्र कालो देखिन्छ। यसलाई फाइबर सतहमा उच्च तामाको सामग्रीलाई श्रेय दिन सकिन्छ, जस्तै मा देखाइएको छचित्र २(c)-(d), जसमा अग्रसरका अन्य घटकहरूको तुलनामा सबैभन्दा ठूलो सापेक्षिक आणविक द्रव्यमान छ। यसबाहेक, Cf को धेरैजसो छरिएर रहेको र छुट्टाछुट्टै देखाइएको छ, सँगै क्लस्टर गर्नुको सट्टा, मा प्रदर्शन गरिएको छ।चित्र ४(क)। यसले संकेत गर्दछ कि Cf को 0.5 wt% थपको साथ, 3 घन्टा हलचल प्रक्रियाले प्रभावकारी रूपमा फैलावटको इच्छित अवस्था प्राप्त गर्न सक्छ।

t0+194s मा (जस्तै मा देखाइएको छचित्र ४(ख)90 μm देखि 180 μm सम्मको व्यास भएको सेतो, लगभग गोलाकार बुलबुलेहरूको पर्याप्त संख्यालाई खैरो एल्युमिनियम म्याट्रिक्स (रातो एरोले चिन्ह लगाइएको) मा अवलोकन गर्न सकिन्छ। बबलहरूको संख्या 46 सेकेन्ड भित्र बढ्दै गयो, जस्तै मा देखाइएको छचित्र ४(c)। थप रूपमा, म्याट्रिक्समा भइरहेको अर्को उल्लेखनीय परिवर्तन यो हो कि केही साना बुलबुलेहरू Cf को सतहमा Cu विघटनहरू (रातो थोप्ला भएको बक्सले चिन्ह लगाइएको) को साथमा बन्ने प्रवृत्ति हुन्छ। यो घटना सम्भवतः तामा युक्त पाउडर कम्प्याक्ट भित्र हुने टाइप II न्यूक्लिएशनलाई श्रेय दिइएको छ। यो व्यापक रूपमा स्वीकार गरिएको छ कि Cu को थप्दा मिश्र धातुको पग्लने तापमानमा उल्लेखनीय कमी आउँछ। यसले तताउने प्रक्रियाको क्रममा तामाको पाउडर भएको पाउडर पूर्ववर्तीमा व्यक्तिगत पाउडर कणहरू वरिपरि स्थानीयकृत पग्लन्छ, कम तापक्रममा Al-Si-Mg-Cu क्वाटरनरी युटेटिक पिघलको पर्याप्त मात्रा उत्पन्न गर्दछ। क्वाटरनरी युटेटिक मेल्ट पूल मिश्र धातुमा कमजोर क्षेत्र हुन जान्छ र न्यूक्लिएशनको लागि बढी प्रवण हुन्छ। फलस्वरूप, बुलबुले फाइबर सतहमा तामा-लेपित नजिकै न्यूक्लिट हुने र बढ्ने सम्भावना हुन्छ। यसबाहेक, यस क्षणमा म्याट्रिक्समा कम तरल अंशले TiH2 को विघटनबाट ग्यासहरू सजिलैसँग एल्युमिनियम म्याट्रिक्समा जम्मा हुन्छ। टाइप II न्यूक्लिएसनले कम तरल अंश म्याट्रिक्सलाई अलग गर्न र तरलको माध्यमबाट क्र्याकहरू फैलाउने संचित ग्यासलाई प्रभावकारी रूपमा बेवास्ता गर्न सक्छ, परिणामस्वरूप हाइड्रोजनको मात्राको गम्भीर क्षति हुन्छ।

चित्र ४(d)म्याट्रिक्स पूर्ण रूपमा पग्लिँदा बबलहरू प्रारम्भमा न्यूक्लियट र Cf को क्षेत्रमा बढेको देखाउँदछ, र बबल स्थानहरू हराएको तामा-लेपित तह (रातो डटेड बक्सले चिन्ह लगाइएको) सँग मेल खान्छ। यो राम्रोसँग स्थापित छ कि माध्यमिक चरणहरू थप्दा विषम न्यूक्लिएशन साइटहरूको संख्या बढ्छ, जसले गर्दा मिश्र धातु पग्लन भित्र नयाँ बबलहरूको गठनको लागि ऊर्जा अवरोध कम हुन्छ। यसैबीच, न्यूक्लिएशन दर प्रति एकाइ भोल्युम कुल विषम न्यूक्लिएशन क्षेत्रसँग सम्बन्धित छ। फलस्वरूप, यो देख्न सकिन्छ कि बुलबुले सुरुमा कार्बन फाइबरहरू अवस्थित साइटहरूमा न्यूक्लिट हुन्छन् र कार्बन फाइबरको लम्बाइसँगै विस्तार हुन्छन्। पग्लने अंशमा थप वृद्धि संग, धेरै नयाँ बुलबुले देखि जारी छचित्र 4(e)-4(g)। यद्यपि, स्थानीयकृत मर्जर र बुलबुले फुट्ने दर सुस्त छ, यसले बबलहरूमा उच्च स्थिरता रहेको संकेत गर्दछ। t0+426s मा, बुलबुलेहरूको संख्या उल्लेखनीय रूपमा बढ्छ, र

अग्रसर भोल्युमले ठूलो विस्तार प्रदर्शन गर्दछ(चित्र ४(h))। यसबाहेक, केही बबल मर्जको घटना (रातो एरोसँग चिन्ह लगाइएको), जहाँ साना बुलबुलेहरू ओस्टवाल्ड परिपक्वताको कारणले ठूलाहरूद्वारा अवशोषित हुन्छन्, धातु फोमहरू [४०] को विकासको क्रममा अपरिहार्य प्रक्रिया हो। यो परिपक्वता घटनाले थोरै संख्यामा ठूला र अनियमित बुलबुलेहरूको उपस्थितिमा पनि परिणाम दिन्छ (रातो तीरले चिन्ह लगाइएकोचित्र ४(i))।

चित्र ५।विभिन्न चरणहरूमा AFS को फोमिङ प्रक्रियाको समय-विकसित तस्बिरहरू: (a) 380 ◦C को t0 क्षणमा अमिल्ने पूर्ववर्ती; (b) प्रारम्भिक तामाको विघटन र पूर्ववर्ती पग्लने क्रममा टाइप II न्यूक्लिएशन; (c) बुलबुलेको न्यूक्लिएशन र वृद्धि प्रक्रियाहरू; र (d)-(f) बुलबुले मर्ज हुने र फुट्ने।

३.१.२। AFS को फोम विकास

चित्र 5 ले AFS को फोमिङ प्रक्रियालाई चित्रण गर्ने सिन्क्रोट्रोन विकिरण छविहरूको श्रृंखला देखाउँछ। Cf/AFS जस्तै, सिन्क्रोट्रोन विकिरण अनुक्रमको लागि प्रारम्भिक छवि कब्जा गरिएको थियो जब AFS 380 ◦C मा ठोस चरणमा थियो (हेर्नुहोस्।चित्र ५(क))। जब म्याट्रिक्स ठोस तापक्रम भन्दा माथि तताइन्छ, साना सेतो बुलबुले भित्र देखिन्छन्चित्र ५(b) र (c), TiH2 को विघटन र Cu-rich क्षेत्रमा टाइप II न्यूक्लियसनको घटनाको परिणामस्वरूप। यद्यपि, बबलहरूको संख्या र तिनीहरूको वितरण घनत्वचित्र 5(c)को तुलनामा उल्लेखनीय रूपमा कम छचित्र ४(c)। यसले सुझाव दिन्छ कि Cf/AFS ले न्यूक्लिएसनको समयमा प्रारम्भिक ग्यास रिलिजको लागि थप च्यानलहरू प्रदान गर्दछ, कम तरल अंशको साथ एल्युमिनियम म्याट्रिक्समा क्र्याकहरूको अत्यधिक फर-मेशनलाई रोक्न।

AFS न्यूक्लियसन साइटहरूको कम संख्या र Cf/AFS को तुलनामा असामान्य बबल वृद्धिको उच्च सम्भावना देख्न सकिन्छ।चित्र 5(d)-(f)। AFS बुलबुलेहरूको विकास अनियमित छ, र तिनीहरूको आकारहरू दुवै माइक्रोमिटर आकारका बुलबुले र असामान्य रूपमा मिलिमिटर आकारका ठूला बुलबुलेहरू (रातो एरोले चिन्ह लगाइएको) को सहअस्तित्वको कारणले व्यापक उतार-चढाव देखाउँछ। यसबाहेक, प्रारम्भिक न्यूक्लिएशन प्रक्रियाको समयमा यो अस्थिरता र असंगतताले अन्तिम छिद्र संरचना र AFS र Cf/AFS बीचको मेकानिकल गुणहरूमा महत्त्वपूर्ण भिन्नता ल्याउन सक्छ।

३.२। म्याक्रोस्ट्रक्चर विश्लेषण

म्याक्रोस्कोपिक पोर मोर्फोलोजी र AFS र Cf/AFS बीचको छिद्र व्यासमा भिन्नताहरू पत्ता लगाउन, दुईवटा स्यान्डविच संरचनाहरू प्रयोगशाला अवस्थाहरूमा 15 मिनेटको लागि 620 ◦C को फोमिङ तापमानमा तयार पारियो। AFS र Cf/AFS को macrostructures र सेल आकार वितरण मा देखाइएको छचित्र 6। दुई स्यान्डविच संरचना नमूनाहरूको ठाडो खण्डहरूको तुलनाले Cf/AFS फोमहरूमा राम्रा कोशिकाहरू र कोशिकाहरू फुट्ने वा मर्ज गर्ने जस्ता कम दोषहरू हुन्छन् भनेर देखाउँछ (हेर्नुहोस्।चित्र ६ (ख))। यसको विपरीत, मा देखाइएको रूपमाचित्र ६(क), AFS ले केहि असामान्य रूपमा ठूला छिद्रहरूको उपस्थितिको साथ खराब छिद्र एकरूपता प्रदर्शन गर्दछ। यसैबीच, AFS र Cf/AFS का लागि बराबरको छिद्र व्यास क्रमशः 2.9 ± 0.2 mm र 1.9 ± 0.1 mm थियो, सुझाव दिन्छ कि छिद्र व्यास थप Cf को थप गरेर परिष्कृत गरिएको थियो (हेर्नुहोस्।चित्र 6(c) र (d))।

छिद्र संरचनाको विकास दुई प्रतिस्पर्धी संयन्त्रहरूद्वारा प्रभावित हुन्छ: TiH2 को विघटन र फोमको विलय र फुट्ने। TiH2 को विघटनले न्यूक्लिएशन, पोरोसिटी र विस्तार दरको संख्यामा वृद्धि गर्न योगदान पुर्‍याउँछ, जबकि बुलबुलेको विलय र विच्छेदनले छिद्रहरूको संख्या घटाउँछ र छिद्रहरूको व्यास बढाउँछ। बबल मर्ज र फुट्ने घटनाहरूको कमीले राम्रो सेलुलर संरचना प्राप्त गर्न योगदान गर्दछ। तसर्थ, फोमको उच्च स्थिरता फोमिंग प्रक्रियाको समयमा छिद्र संरचनाको एकरूपता कायम राख्न आवश्यक छ। Cf/AFS को लागि, Cf को थप्दा एल्युमिनियम पग्लिएको फाइबरको भिजेको क्षमतामा धेरै सुधार हुन्छ। रिपोर्ट गरिएको Cf प्रबलित एल्युमिनियम फोम [४४] पग्लने फोमिङ विधिद्वारा तयार गरिएको जस्तै, Cf को थपले सेल पर्खाल फुट्नबाट रोक्न र जमघट घटाएर एल्युमिनियम फोमलाई स्थिर बनाउँछ। यसैबीच, Cf ले सेल पर्खालमा नेट-जस्तै संरचना सिर्जना गर्न सक्छ, जसले विभाजन बल उत्पन्न गर्छ र बुलबुले फुट्नबाट रोक्छ, यसरी, सेल संरचना, फोम स्थिरता, र छिद्र वितरणको एकरूपता सुधार गर्दछ।

३.३। माइक्रोस्ट्रक्चरल विशेषता

चित्र ७(क)AFS सँग फोम गरेपछि सेल पर्खालको माइक्रोस्ट्रक्चर देखाउँछ। AlSi6Cu4Mg4 मिश्र धातु फोमहरूको लागि रिपोर्ट गरे अनुसार, eutectic Al-Si, Mg2Si, Al2Cu, र Al5Cu2Mg8Si6, मिश्र धातुमा अवस्थित छन्, जुन EDS विश्लेषणबाट प्राप्त निष्कर्षहरूसँग सहमत छ।चित्र 7(b)। यी भंगुर चरणहरूले छिद्र पर्खाललाई कमजोर पारेर वा विकृतिको समयमा दरारको स्रोतको रूपमा काम गरेर एल्युमिनियम फोमको मेकानिकल गुणहरूलाई कम गर्छ। त्यसकारण, सुदृढीकरण चरणहरू थपेर छिद्र पर्खालको मेकानिकल गुणहरू बृद्धि गर्नु एक व्यवहार्य र प्रभावकारी रणनीति हो।

Cf/AFS को लागि, यो बाट अवलोकन गर्न सकिन्छचित्र 7(c) र (d)Cf को सेल पर्खाल भित्र वा सेल पर्खाल को छेउ मा वितरित छ, Cf को एल्युमिनियम पिघल संग उत्कृष्ट भिजेको छ भनेर संकेत गर्दछ। यसबाहेक, यो उल्लेखनीय छ (हेर्नुहोस्चित्र 7(d)) कि फाइबर र एल्युमिनियम पग्लिने बिचको इन्टरफेसमा अवक्षेपित चरण Al2Cu को सानो मात्रा बनाउँछ। यस घटनाले फाइबर र म्याट्रिक्स बीचको बलियो बन्धन प्राप्त गर्न योगदान गर्दछ। यस प्रसार प्रतिक्रियाको प्रगति सहज रूपमा अवलोकन गर्न सकिन्छचित्र ४(a)-(c)। ध्यान दिनुहोस् कि, अवक्षेपित चरणले कार्बन फाइबरलाई पूर्ण रूपमा घेर्दैन, र यस वितरणको अवस्था र मात्रा Cf/AFS को लागि लाभदायक छ। Lv et al को अध्ययनको आधारमा, Cf प्रबलित एल्युमिनियम म्याट्रिक्स कम्पोजिट सामग्रीहरूमा, यो प्रदर्शन गरिएको थियो कि उपक्षेपित चरणको उपयुक्त मात्राले इन्टरफेसियल बन्ड बललाई प्रभाव र विनियमित गर्न सक्छ।

चित्र 6।प्रतिनिधि नमूनाको ठाडो खण्डहरू (a) AFS र (b) Cf/AFS। (a) र (b) सँग सम्बन्धित समतुल्य व्यास बनाम क्षेत्र अंश प्लटहरू क्रमशः (c) र (d) मा चित्रण गरिएका छन्। (c) र (d) मा ठोस निरन्तर रेखाले लग-सामान्य फिट प्रतिनिधित्व गर्दछ। रिग्रेसन (R2) ले फिटको भलाइलाई प्रतिनिधित्व गर्दछ।

चित्र ७।SEM छविहरू (a) र (b) सँग सम्बन्धित माइक्रोस्ट्रक्चरहरू देखाउँछन्चित्र 6(a) AFS रचित्र 6(b) Cf/AFS, क्रमशः, थप,चित्र ७(b) र (d) को स्थानीयकृत म्याग्निफिकेसन देखाउनुहोस्चित्र ७(a) र (c), क्रमशः।

३.४। Al-Si-Mg-Cu फोम स्थिर गर्ने Cf को संयन्त्र

माथि उल्लिखित विश्लेषणको आधारमा, Cf/AFS र AFS को लागि फोमिङ मेकानिजमको योजनाबद्ध प्रतिनिधित्वलाई संक्षेपमा प्रस्तुत गरिएको छ।चित्र ८। Cf/AFS र AFS बीचको महत्त्वपूर्ण भिन्नताहरू न्यूक्लियसन चरणमा, बबल वृद्धि, र मर्जिङ चरण, र क्रमिक ठोसीकरण चरणमा, जसलाई मा चित्रण गरिएको छ।चित्र ८(क) र (ख)।

चित्र ८।Cf/AFS र AFS फोमिङ व्यवहारको योजनाबद्ध रेखाचित्र: (a) Cf/AFS; र (b) AFS।

AlSi6Cu4Mg4 मिश्र धातु फोमहरूको न्यूक्लियसन चरणमा, बुलबुलेहरू TiH2 कणहरूको स्थानमा न्यूक्लियटको सट्टा तामाको कणहरू वरपरको तरल क्वाटरनरी युटेटिक भित्र न्यूक्लियट हुन्छन्। अग्रसरको सबैभन्दा कमजोर क्षेत्रमा यस प्रकारको न्यूक्लियसन (टाइप II न्यूक्लिएशन) ले TiH2 विघटनबाट निस्कने ग्यासहरूका लागि थप एस्केप च्यानलहरू प्रदान गर्दछ, ग्यासहरू जम्मा हुनबाट जोगिँदै र एल्युमिनियम पिघलमा क्र्याकहरू फैलाउनबाट जोगिन। तामा-लेपित कार्बन फाइबरको थपले स्पष्ट रूपमा H2 जारी गर्न थप च्यानलहरू सिर्जना गर्दछ। यद्यपि, यस चरणमा एल्युमिनियम पग्लिएको कुनै पर्याप्त तरल अंश नभएकोले, त्यस्ता साना बबलहरूमा H2 को पर्याप्त स्रोत बढ्न जारी राख्न गाह्रो छ। नतिजाको रूपमा, तापक्रम बढ्दै जाँदा यी साना बुलबुलेहरू पग्लिन्छन्। जब पूर्ववर्ती पूर्णतया पग्लिन्छ, TiH2 को हिंसक डिहाइड्रोजनेशन प्रतिक्रियाबाट जारी गरिएको H2 न्यूक्लियसन बिन्दुमा आधारित हुन्छ र द्रुत रूपमा बढ्छ। Cf ले बुलबुलेहरूको उत्पादनको लागि धेरै विषम न्यूक्लिएशन साइटहरू प्रदान गर्दछ, जसले न्यूक्लिएशन दरहरू धेरै बढाउँछ। एकै साथ, Cf को उपस्थितिले प्राथमिक बुलबुलेहरूको सम्पर्क र विलयलाई प्रभावकारी रूपमा रोक्छ र असामान्य रूपमा ठूला बुलबुलेहरूको गठनलाई रोक्छ।

बबलहरूको वृद्धि र मर्जर चरणको समयमा, Cf को थप्दा फोम स्थिरतामा उल्लेखनीय सुधार हुन्छ। कारण यो हो कि Cf र एल्युमिनियम पग्लिएको राम्रो भिजेको क्षमता छ, र फाइबर सजिलैसँग नेटवर्क संरचना बनाउन दुई ग्यास-तरल इन्टरफेसहरू बीचमा फसाउन सकिन्छ (जस्तै मा देखाइएको छ।चित्र 7(c))। तरल फिल्म पातलो हुँदा, फाइबरले पठार सीमाबाट सक्शन प्रतिरोध गर्न एक अलग दबाव उत्पन्न गर्न सक्छ, यसरी तरल फिल्म फुट्नबाट रोक्छ। त्यसैले Cf/AFS लाई AFS को तुलनामा लामो फोमिङ समय चाहिन्छ, उच्च स्थिरताको साथ जसले फोमको विकासको क्रममा छिद्र संरचनाको एकरूपता कायम राख्न सक्छ।

ढिलो ठोसीकरण चरणमा, Cf/AFS मा बबलहरू अब बढ्दैनन् र फाइबरहरू सेल पर्खाल भित्र इम्बेड गरिएका हुन्छन् (रातो डट गरिएको बक्सले चिन्ह लगाइएको)। फाइबरको यो अवधारणले ओस्टवाल्ड परिपक्वतामा देखिएझैं ठूलाहरूद्वारा साना बुलबुलेहरू अवशोषण गर्नबाट रोक्छ, र ठोस विस्तारको कारण कोषको पर्खाल फुट्नबाट रोक्छ। नतिजाको रूपमा, Cf/AFS ले AFS को तुलनामा अधिक एकरूप छिद्र संरचना र कम छिद्र दोषहरू प्रदर्शन गर्दछ।

३.५ मेकानिकल गुणहरू

Cf/AFS र AFS को लागि लगभग समान पोरोसिटी (क्रमशः 83.2% र 81.4%) को लागि कम्प्रेसिभ तनाव-तनाव वक्र प्रस्तुत गरिएको छ।चित्र ९(क)। कम्प्रेसिभ तनाव-तनाव वक्रले रेखीय लोचदार क्षेत्र, पठार क्षेत्र, र घनत्व क्षेत्र समावेश गरी तीन चरणको विशिष्ट विशेषता देखाउँछ। AFS र Cf/AFS को कम्प्रेसिभ उपज शक्ति क्रमशः 8.44 MPa र 11.87 MPa थियो। Cf/AFS को कम्प्रेसिभ उपज शक्ति AFS को तुलनामा 40.6% ले बढेको थियो। यसैबीच, Cf/AFS को ऊर्जा अवशोषण क्षमता एउटै स्ट्रेनमा AFS भन्दा राम्रो छ, जसमा देखाइएको छ।चित्र ९(ख)। AFS र Cf/AFS को ऊर्जा अवशोषण क्षमता क्रमशः 3.3 MJ/m3 र 6.1 MJ/m3 हो। Cf/AFS को ऊर्जा अवशोषण क्षमता AFS को तुलनामा 84.8% ले सुधार भएको छ।

चित्र ९।Cf/AFS र AFS को कम्प्रेसिभ तनाव-ट्रेन कर्भहरू र ऊर्जा अवशोषण क्षमता कर्भहरू: (क) कम्प्रेसिभ तनाव-ट्रेन कर्भहरू; (b) ऊर्जा अवशोषण क्षमता वक्र।

Cf को समावेशीकरणले फोम कोरको मेकानिकल गुणहरूलाई उल्लेखनीय रूपमा बढायो। यो राम्ररी थाहा छ कि को यान्त्रिक गुणएल्युमिनियम फोमछिद्र संरचना र स्ट्रट मेकानिकल गुणहरूसँग नजिकबाट सम्बन्धित छन्। म्याक्रोस्ट्रक्चरल विश्लेषणले संकेत गर्यो कि Cf थप्दा छिद्रको आकार, सुधारिएको छिद्र वितरण, र छिद्र दोषहरू कम भयो। शशिकुमार et al को खोजहरु जस्तै। र Yangetal। कम्प्रेसिभ बल र ऊर्जा अवशोषण दक्षता बढाउनको लागि सानो छिद्र व्यास र साँघुरो छिद्र वितरण अधिक लाभदायक हुन्छ। यसबाहेक, फोमको मेकानिकल गुणहरूमा माइक्रोस्ट्रक्चरको प्रभाव मुख्यतया फोमको छिद्र भित्ताहरूमा एम्बेडेड Cf को कारण हो। एल्युमिनियम म्याट्रिक्समा कार्बन फाइबरको तामा-कोटेडको फैलावट र विघटनले फाइबर र एल्युमिनियम म्याट्रिक्स बीचको बलियो इन्टरफेसियल बन्धन प्राप्त गर्न सक्छ, जसले लोड ट्रान्सफरमा योगदान गर्दछ। छिद्र भित्तामा स्टेपल गरिएको उच्च मोड्युलस कार्बन फाइबरले कम्प्रेसन लोड अन्तर्गत छिद्र पर्खालको विकृतिलाई सीमित गर्न सक्छ र भार सहन क्षमता सुधार गर्न सक्छ। यी सबै कारकहरूले AFS को तुलनामा उच्च उत्पादन शक्ति र ऊर्जा अवशोषण क्षमता प्राप्त गर्न Cf/AFS लाई समर्थन गर्दछ।

4. निष्कर्ष

Cf/AFS र AFS यस काममा प्याकिङ रोलिङ पाउडर धातु विज्ञान विधिद्वारा तयार गरिएको थियो। Cf/AFS र AFS को फोमिङ व्यवहार गतिशील रूपमा सिन्क्रोट्रोन विकिरण मार्फत अवलोकन गरिएको थियो।

बबल न्यूक्लिएशन र वृद्धिमा Cf को प्रभावको अनुसन्धान गर्नुहोस्। थप रूपमा, पोर मोर्फोलोजी, छिद्र वितरण, र एल्युमिनियम फोमहरूको कम्प्रेसन गुणहरूमा Cf राम्ररी विश्लेषण गरिएको थियो। मुख्य निष्कर्ष निम्नानुसार छन्:

(1) स्थिति अवलोकनहरूमा सिन्क्रोट्रोन विकिरणले Cf/ AFS र AFS फोमिङ प्रक्रियाहरूले तीन भिन्न चरणहरू प्रदर्शन गर्दछ: बबल न्यूक्लिएशन, बबल वृद्धि र मर्जर, र ठोसीकरण।

AFS को तुलनामा, Cf/AFS को फोमिङ प्रक्रियाले उच्च स्थिरता र बबल एकरूपता देखाउँछ। एएफएस पोर इभोलुसन प्रक्रियाको क्रममा असामान्य रूपमा ठूला र मोटे छिद्रहरू बन्ने सम्भावना हुन्छ। थप रूपमा, असमानता Cf को विषम न्यूक्लिएशन प्रभावलाई श्रेय दिइन्छ, जसले बबल पर्खाल फुट्नबाट रोक्छ र न्यूक्लिएशन दर बढाउँदा एकता घटाउँछ।

(2) 0.5 wt.% Cf को थप्दा 2.9 ± 0.2 mm बाट 1.9 ± 0.1 mm सम्म बराबरको छिद्र व्यासलाई परिष्कृत गर्दछ, उल्लेखनीय रूपमा मोटे छिद्र दोषहरू कम गर्दछ। यसका साथसाथै, माइक्रोस्ट्रक्चरले Cf को राम्रो भिजेको क्षमता प्रकट गर्दछ, जुन छिद्र पर्खाल र ग्यास-ठोस इन्टरफेसमा वितरित हुन्छ, जसले फोम स्थिरता बढाउँछ।

(3) AFS सँग तुलना गर्दा, Cf/AFS को कम्प्रेसिभ उत्पादन शक्ति र ऊर्जा अवशोषण क्षमता क्रमशः लगभग 40.6% र 84.8% ले बढ्यो। यस अध्ययनको निष्कर्षले अटोमोटिभ र एयरोस्पेस उद्योगहरूको क्षेत्रमा ईन्जिनियरिङ् अनुप्रयोगहरूको लागि सम्भाव्यता भएका धातुकर्म बन्डिङ इन्टरफेसहरूको साथ एल्युमिनियम फोम स्यान्डविच प्यानलहरूको सुदृढीकरणको लागि विचारहरू प्रदान गर्न सक्छ।

सामग्री अनुसन्धान र प्रविधिको जर्नलबाट लेख