Varahina-napetraka karbaona fibre aluminium foam sandwich tontonana toetra fampisehoana raha oharina amin'ny mahazatra aluminium foam sandwich tontonana

Sandwich foam aluminiumNy tontonana (AFS) dia manana fitambarana toetra ara-drafitra sy fiasa toy ny hakitroky ambany, tanjaka manokana avo lenta, fisondrotana angovo tsara, fahafaha-manalefaka, ary fiarovana elektromagnetika. Ireo fananana tena tsara ireo dia mahatonga ny AFS hanana hery lehibe amin'ny aerospace, fitaterana ary an-dranomasina. Raha ampitahaina amin'ny foam zara raha vy, ny takelaka metaly ivelany an'ny AFS dia afaka mamehy tsara ny foam ary manatsara ny toetra mekanika feno, toy ny tanjaky ny fihenjanana sy ny fiforitra. Amin'ny ankapobeny, ny AFS dia noforonina tamin'ny fomba famatorana adhesive, izay mitaky ny fametahana ny foam aluminium amin'ny takelaka metaly matevina amin'ny fampiasana adhesive resin epoxy.

Na dia manatsara amin'ny fomba mahomby aza ny fomba famatorana adhesive, dia miaraka amin'ny famerana izany, ao anatin'izany ny fanamby amin'ny fanodinana sy ny fahasosorana amin'ny tsy fahombiazan'ny delamination amin'ny toe-javatra mafana na manimba. Mba hamahana ireo fetra ireo, dia nisy ezaka fikarohana be dia be natokana ho an'ny famatorana metallurgique eo amin'ny tontonana sy ny sosona fototra.

Amin'izao fotoana izao, ny fomba fanomanana lehibe indrindra ho an'ny AFS mikendry ny hanatratra ny fatorana metallurgique dia sokajiana ho sokajy telo: ny lasantsy, ny fanalefahana ny fofona ary ny fomba fametahana vovoka metallurgy. Amin'ireo fomba ireo, ny fomba famonosana vovoka metallurgy dia heverina ho ambony indrindra amin'ny fanaraha-maso ny firafitry ny mason-koditra sy ny fanatrarana ny hafanana ambany. Ny asantsika teo aloha dia nampiasa ity teknolojia ity mba hamoronana AFS lehibe kokoa miaraka amin'ny fananana fanitarana tsara kokoa sy rafitra finday ho an'ny fampiharana indostrialy.

Na izany aza, noho ny toetra mekanika compressive somary ambany ny foam core, ny fanatsarana ny mekanika tanjaky ny AFS dia voafetra, noho izany ny fanatsarana bebe kokoa ny tanjaky ny foam fototra dia zava-dehibe ho an'ny AFS.

Hatramin'izao, ny fomba mahazatra dia nitatitra ny fanatsarana ny toetra mekanika compressive nyaluminium foamdia toy izao manaraka izao: fitsaboana ambonin'ny, hafanana fitsaboana, ary fanamafisana amin'ny alalan'ny fanampiana poti, fibre, alloying singa, sns. Anisan'izany, fohy karbonina fibre amin'ny hakitroky ambany, avo elastika modulus, ary ny lafiny lehibe tahan'ny nisarika ny saina be dia be toy ny fampanantenana fitaovana fanamafisana. Ankoatr'izay, ny metallization ambonin'ny fibre karbônina, amin'ny alàlan'ny electroplating na fametahana simika toy ny fametahana varahina na fametahana nikela, dia manatsara bebe kokoa ny fahaleovan-tenan'ny fibre karbônina amin'ny alàlan'ny aliminioma ary misoroka ny fanehoan-kevitra manimba eo amin'ny fibre karbônina sy ny levona aluminium. Ny fibre karbônina fohy dia ampiasaina betsaka amin'izao fotoana izao mba hanamafisana ny composites matrix aluminium.

Bhav Singhetal. voaomana fibre karbônina mifono varahina manamafy composites aluminium matrix amin'ny alàlan'ny fomba fanariana. Muetal. composites aluminium matrix nohamafisina tamin'ny fibre karbônina mifono nikela mampiasa ny fomba fanariana roa-horona. Ny vokatra dia nampiseho fanatsarana lehibe amin'ny tanjaky ny tanjaky ny composites miaraka amin'ny fibre karbonika. Na izany aza, voafetra ihany ny fikarohana natao momba nyaluminium foam nohamafisinamiaraka amin'ny fibre karbônina mifono varahina. Caoetal. Ny fibre karbaona mifono varahina nomanina voalohany dia nanamafy ny foam aluminium tamin'ny alàlan'ny fomba fanalefahana. Ny valiny dia mampiseho fa ny 0,35 vol% amin'ny Cf dia afaka mampitombina ny foam aluminium amin'ny fisorohana ny fahatapahan'ny sarimihetsika ranon-javatra, ary ny habetsahan'ny fibre manampy amin'ny foam dia miorina kokoa. Muetal. dia naneho fa ny toetran'ny fandoroana ny foam aluminium nomanina tamin'ny fomba fanalefahana ny fo dia nohatsaraina be tamin'ny fanampiana ny Cf.

Noho izany dia azo tsoahina fa ny fanampiana ny Cf dia mety ho paikady mahomby hanatsarana ny fahamarinan-toerana sy ny toetra mekanika amin'ny fotoana iray.aluminium foam. Ankoatr'izay, tsy nisy tatitra momba ny fibre karbônina vita amin'ny varahina nanamafy ny takelaka sandwich foam aluminium namboarina tamin'ny alàlan'ny fomba metallurgy vovoka, izay mandrisika ny mpikaroka hanao fandalinana lalindalina kokoa amin'ity sehatra ity.

Maro ny fanadihadiana natao momba ny mekanika nucleation sy ny fahamarinan-toeranaaluminium foammiaraka amin'ny fanampiana ireo dingana fanamafisana. Ny fahasamihafana eo amin'ny isan'ny pore sy ny morphologie pore,

toy ny habeny, ny fizarana ary ny bika, dia matetika no lazaina amin'ny mekanika nucleation sy ny fahamarinan-toerana. Ny fiantraikan'ny nucleation heterogène sy ny rafitra fanamafisana ny tambajotra oxide amin'ny rafitra metallurgy vovoka dia nohadihadiana tanteraka. Ny vovon-tsavony firaka Quaternary misy ny Al-Si-Mg-Cu ampiasaina amin'ity taratasy ity dia naneho ny taham-pivoarana miavaka sy ny mari-pana ambany foam, miaraka amin'ny mari-pana solidus 507 ◦C ary ny mari-pana liquidus 596 ◦C. Na izany aza, misy ny tsy fahampian'ny fikarohana momba ny mekanika nucleation, ny fahamarinan-toerana ary ny toetra mekanika compressive amin'ny vovo-drongony misy an'io fitambarana firaka manokana io, indrindra rehefa mampiditra Cf. Tamin'ny asa teo aloha, ny fanadihadiana momba ny mekanika nucleation sy ny fanamafisana dia natao voalohany indrindra tamin'ny alàlan'ny fomba tsy an-toerana, nahitana ny famakafakana tomografika ny santionany izay nangatsiaka haingana taorian'ny fahatapahan'ny fo. Indrisy anefa, ny nucleation bubble submicron dia miseho voalohany indrindra mandritra ny fanafanana mialoha ary mivelatra haingana ao anatin'ny elanelan'ny fotoana manomboka amin'ny 100 ms ka hatramin'ny 1 s, izay matetika miteraka fanamby ho an'ny fandinihana amin'ny fotoana tena izy. Ny teknikan'ny sary X-ray taratra synchrotron maoderina dia manana angovo avo lenta sy fanapahan-kevitra spatiotemporal, mamela ny fijerena amin'ny fotoana tena izy, eo amin'ny toerana misy ny fizotry ny nucleation sy ny fitomboan'ny foam aluminium amin'ny hafanana avo. Amin'izao fotoana izao, ny mpikaroka voafetra ihany no nandinika ny kinetika mifofofofo amin'ny vovobony Al-Si-Mg amin'ny taratra synchrotron. Ohatra, García-Morenoetal. dia nitatitra trangan-javatra mavitrika manan-danja amin'ny foam aluminium ranoka, ao anatin'izany ny nucleation sy ny fitomboana, ny fanavaozana ny bubble, ny famerenana ny rano, ny agglomeration, ary ny fahapotehan'ny sarimihetsika. Kamm et al. nianatra ny nucleation sy ny fitomboan'ny AlSi8Mg4 aluminium foam amin'ny synchrotron taratra. Ny fikarohana nataon'izy ireo dia nanondro fa ny hydrogène vokarina amin'ny alàlan'ny fanimbana adsorbates eo amin'ny tampon'ny vovoka metaly dia maneho mekanika fanodikodinana lehibe iray hafa. Na izany aza, ny fifaneraserana eo amin'ireo singa mpialoha lalana dia saro-takarina, ary ny dinamikan'ny foaming dia mety hisy fiantraikany amin'ny firafiny. Ho an'ny rafitra vovoka Al-Si-Cu-Mg sy ny rafitra vovoka Al-Si-Cu-Mg miaraka amin'ny Cf fanampiny, ny fahatakarana sy ny fikarohana ny fanombohana sy ny fitomboan'ny foam metaly dia zava-dehibe amin'ny fampandrosoana ara-drafitra ny foam hanatsarana ny fananana. ho an'ny fampiharana.

Amin'ity asa ity, ny Cf/AFS sy ny AFS miaraka amin'ny fatorana interfacial metallurgique dia nomanina tamin'ny alàlan'ny fomba fametahana vovoka metallurgy. Ny fivoaran'ny bubble an'ny Cf/AFS sy ny AFS dia nojerena in situ tamin'ny alàlan'ny taratra synchrotron mba hanehoana ny fomba fiasan'ny Cf amin'ny nucleation bubble, ny fitomboana sy ny fampivondronana ary ny fahamarinan-toerana. Ankoatr'izay, ny Cf / AFS sy ny AFS dia nipoitra tamin'ny 620 ◦C nandritra ny 15 min tao anaty lafaoro iray. Avy eo, ny fizarana ny haben'ny pore, ny microstructure pore, ary ny toetra mekanika compressive an'ireo santionany misy foamed dia nozahana sy nosedraina. Miorina amin'ny fanadihadiana voalaza teo aloha, ny rafitra sy ny tanjaky ny Cf / AFS sy ny AFS dia nodinihina tamin'ny fomba ara-dalàna.

2. Fitaovana sy fomba

2.1. Akora

Akora enina no nampiasaina tamin'ny fanomanana ny AFS sy Cf / AFS: Al vovoka (habe antonony: 45 μm, fahadiovana> 99,70%), vovoka Si (habe antonony: 38 μm, fahadiovana> 99,50%), vovoka Cu (habe antonony: 38 μm, fahadiovana> 99,90%), vovoka Mg (habe antonony: 75 μm, fahadiovana> 99,70%), vovoka TiH2 (habe antonony: 45 μm, fahadiovana> 99,70%), ary fibre karbônina mifono varahina (habe antonony: 1～2 mm, hatevin'ny varahina mifono: 1,4 μm).

2.2. Famoronana Cf/AFS

Ny skema amin'ny fomba famonosana vovoka metallurgy dia aseho aoSary 1. Nandritra ny dingan'ny fampifangaroana, dia nomanina ny vovobony AlSi6Mg4Cu4 quaternary, miaraka amin'ny vovoka Al, Si, Cu, ary Mg amin'ny ampahany amin'ny 86 wt%, 6 wt%, 4 wt%, ary 4 wt%, tsirairay avy. 1 wt% oxidized TiH2 vovoka (fitsaboana hafanana amin'ny rivotra mandritra ny 1.5 h amin'ny 470 ◦C) dia nampiana ho toy ny mpitsoka rivotra izay mamoaka H2 haingana amin'ny mari-pana mitsonika manitatra ny levona. Fanampin'izany, ny 0,5 wt% amin'ny fibre karbônina dia nampidirina ho dingana fanamafisana. Marihina fa, mba hanamafisana ny fahaleovan-tena sy hisorohana ny fanehoan-kevitra manimba toa ny Al4C3 amin'ny fibre-aluminium miempotra interface tsara mandritra ny fongana, ny fibre karbônina dia nofonosina varahina tamin'ny alalan'ny electroplating. Ny fizotran'ny electroplating dia nofaritana tao amin'ny Refs.Sary 2mampiseho ny fibre karbaona mifono varahina azo avy amin'ny fizotry ny fametahana electroless. Ny coating dia manana fandrakofana mitovy sy mitohy amin'ny fibre surface(sary 2(a)–(b)). Taorian'izay, ireo fitambarana firaka samihafa ampiasaina amin'ity fandalinana ity dia nomanina tamin'ny fampifangaroana tsara ireo vovoka voalaza teo aloha miaraka amin'ny Cf sy tsy misy Cf ao anaty mixer telo dimanjato mandritra ny 3 ora. Ampidirina ao anatin'ny lavaka voaisy tombo-kase ilay vovon-javatra mifangaro mitovitovy, arahin'ny fomba fanodinana mangatsiaka sy mafana.

Ny dingana mihodinkodina mangatsiaka dia manala tsara ny rivotra avy ao anatin'ny lavaka sy ny habaka interstitial eo anelanelan'ny poti-javatra amin'ny alalan'ny andian-dàlana maromaro sy ny fahaketrahana kely. Ny dingana fihodinana mafana dia miantoka fa ny mpialoha lalana dia mahatratra ny hakitroky ny havany mihoatra ny 98% amin'ny alàlan'ny fanovàna ny tontonana sy ny vovoka, izay manamora ny fizotran'ny foaming manaraka. Ny mari-pamantarana fizotry ny fanodinana amin'ny antsipiriany dia voalaza ao amin'ny Refs. AFS sy Cf/AFS foamable precursors dia azo amin'ny alalan'ny dingana voalaza etsy ambony. Tamin'ny farany, samy nafanaina tao amin'ny 620 ◦C nandritra ny 15 min ny precursors roa foamable mba hanamboarana santionany Cf / AFS sy AFS, izay nampiasaina ho an'ny famakafakana ny haben'ny pore, ny mari-pamantarana microstructural, ary ny fitsapana toetra mekanika compressive.

2.3. Famaritana sy fomba fitsapana

2.3.1. Famaritana microstructural

Ny morphologie Microstructure an'ny Cf/AFS sy AFS dia nohadihadiana tamin'ny alàlan'ny microscopy electron scanning emission (SEM, Zeiss Ultra Plus). Ny spectroscopy dispersive angovo (EDS) dia nampiasaina hamantarana ny firafitry ny dingana isan-karazany ao amin'ny rindrin'ny sela misy santionany. Ny fizarana longitudinal amin'ny santionany dia azo tamin'ny alalan'ny fanapahana ny santionany foam mampiasa ny electro-discharging milina (EDM, DK7745). Taorian'izany, dia nopetahana loko ny faritra lavalava misy santionany ary avy eo nopotehina sy nopotehina tamin'ny taratasy fasika 800-grit sy 1500-grit. Tamin'ny farany, ny savaivony sela (Dmean) mitovy amin'ny santionany voaporitra dia nofaritana tamin'ny fampiasana rindrambaiko famakafakana sary, Image Pro Plus 6.0.

Sary 1.Schematic amin'ny fomba famonosana vovoka metallurgy.

Sary 2.Ny sarin'ny SEM amin'ny (a) fibre karbônina mifono varahina, ary (b) dia mampiseho fijery lehibe momba ny faritra voamariky ny efamira mena amin'ny (a). Ny sary (c) sy (d) dia vokatry ny EDS amin'ny teboka A amin'ny (b).

Sary 3.Diagram schematic amin'ny fametrahana fanandramana taratra synchrotron.

2.3.2. Fandinihan-tsoavaly in-situ amin'ny taratra synchrotron

Ny kisarisary momba ny fanandraman'ny taratra synchrotron dia apetraka aoSary 3. Ny andrana dia natao tao amin'ny beamline 4W1A an'ny Beijing Synchrotron Radiation Facility (BSRF, Beijing Institute of High Energy Physics, Chinese Academy of Sciences, Shina). Tsy sahala amin'ny fakana sary mifanohitra amin'ny absorption-contrast, ity lahatsoratra ity dia mampiasa sary mifanohitra amin'ny dingana miaraka amin'ny Synchrotron Radiation Light Source. Ity fomba fiasa ity dia miresaka momba ny fetran'ny fakana sary an-tsokosoko mahazatra, izay tsy mahomby amin'ny fijerena ireo akora malemy mitroka. Ny dingan'ny famenoana ireo santionany dia natao tao anatin'ny lafaoro fanamafisam-peo namboarina manokana, ahitana varavarankely toradroa 15 mm amin'ny 15 mm mitsangana mifanandrify amin'ny lalana X-ray. Ny haben'ny santionany, araka ny aseho amin'ny sary 3, dia mirefy 15 mm × 15 mm × 2 mm. Ny santionany dia apetraka ao anaty lasitra misy vinaingitra misy takelaka seramika maromaro. Mandritra ny fizotran'ny foam, ny taratra X dia afaka mandalo amin'ny santionany ary alaina amin'ny fakan-tsary miaraka amin'ny charge-coupled device (CCD). Ny loharano X-ray voafantina dia niasa tamin'ny hamafin'ny 20 Kev, ary ny haben'ny fijerena ambony indrindra dia 7.4 mm × 7.4 mm no nampiasaina mba ahafahana mijery feno ny fizotran'ny foam manontolo.

Tsara ny manamarika fa ny santionany voamarika dia napetraka amin'ny fomba mifanitsy amin'ny lalana mihodinkodina sy ny tari-dalana tangential. Na ireo mpialoha lalana misy 0,5 wt% Cf sy ireo tsy misy 0,5 wt% Cf dia samy nesorina tamin'ny lafiny roa amin'ny santionany ny EDM. Nohadihadiana ny fiantraikan'ny Cf amin'ny toetran'ny foam amin'ny foam aluminium. Fanampin'izany, ny precursors miaraka amin'ny compositions samy hafa dia nofonosina tao amin'ny lafaoro fanafanana mitovy amin'ny mari-pana 620 ◦C.

2.3.3. Fitsapana toetra mekanika famatrarana

Ny santionan'ny compression dia notapatapahina ho cylindrical specimens amin'ny haavon'ny 23 mm sy ny savaivony ny 20 mm ny EDM, ary ny tari-dalana rehetra dia azo antoka fa ahitana farafahakeliny 10 pores feno mba hisorohana ny habeny vokany. Ny fitsapana fanerena quasi-static dia natao nanaraka ny fenitra ISO13314-2011 sy GB / T31930-2015, tamin'ny fampiasana milina fitiliana fitaovana elektronika AG-XPLUS izay manana fahafaha-mavesatra 100 KN. Santionany telo no nosedraina ho an'ny vondrona tsirairay, ary ny curve compressive stress-strain amin'ity taratasy ity dia maneho ny vokatra antonony azo avy amin'ireo santionany telo voasedra. Ny fitsapana rehetra dia natao teo ambany fanaraha-mason'ny fifindra-monina, mitazona ny hafainganam-pandehan'ny lohan-doha tsy tapaka amin'ny 2 mm / min (mifanaraka amin'ny taham-pamokarana voalohany amin'ny 10-3 s-1) amin'ny mari-pana amin'ny efitrano.

Sary 4.Sarin'ny taratra synchrotron mivoatra amin'ny fizotry ny foam Cf/AFS: (a) mialoha tsy misy foam amin'ny fotoana t0 380 ◦C; (b)–(c) famongorana ny singa varahina sy ny nucleation karazana II mandritra ny fandoroana mialoha; (d)–(g) nokleary samihafa sy fizotry ny fitomboan'ny bubbles; ary (h)–(i) miboiboika mitambatra sy vaky.

3. Vokatra sy fifanakalozan-kevitra

3.1. Fihetseham-po amin'ny toerana eo ambanin'ny taratra synchrotron

3.1.1. Ny fivoaran'ny foam'ny Cf/AFS

Sary 4dia mampiseho andiana sary taratra synchrotron mampiseho ny fizotry ny fanafoanana ny Cf/AFS. Ny sarin'ny Cf/AFS tany am-boalohany(sary 4 (a))dia nosamborina rehefa tao amin'ny fanjakana mafy orina ny matrix tamin'ny 380 ◦C, ary tamin'ity indray mitoraka ity dia napetraka ho t0. Raha ampitahaina amin'ireo singa hafa ao amin'ny précursor, ny Cf dia miseho mainty ao anatin'ny matrices feno alimo miloko volondavenona. Izany dia azo ampifandraisina amin'ny votoatin'ny varahina avo eo amin'ny velaran'ny fibre, araka ny aseho ao amin'nySary 2(c)–(d), izay manana faobe atomika lehibe indrindra raha oharina amin'ireo singa hafa amin'ny mpialoha lalana. Ankoatra izany, ny ankamaroan'ny Cf dia hita fa miparitaka sy misaraka, fa tsy mivondrona miaraka, araka ny aseho ao amin'nysary 4(a). Midika izany fa miaraka amin'ny fanampiana 0,5 wt% amin'ny Cf, ny fizotry ny fihetsehana mandritra ny 3 ora dia mety hahatratra tsara ny toetry ny fiparitahana.

Amin'ny t0+194s (araka ny hita ao amin'nysary 4(b)), be dia be ny miboiboika fotsy, saika boribory misy savaivony manomboka amin'ny 90 μm ka hatramin'ny 180 μm dia azo jerena ao amin'ny matrix aluminium volondavenona (marika amin'ny zana-tsipìka mena). Nitombo ny isan'ny bubbles tao anatin'ny 46 s, araka ny hita ao amin'nysary 4(c). Fanampin'izany, fiovana lehibe iray hafa mitranga ao amin'ny matrices dia misy bubbles kely miforona eny ambonin'ny Cf miaraka amin'ny fanombohan'ny Cu dissolutions (marika amin'ny boaty mena). Ity trangan-javatra ity dia azo inoana fa avy amin'ny nucleation karazana II mitranga ao anatin'ny compact powder misy varahina. Eken'ny besinimaro fa ny fanampim-panampiana Cu dia mampihena be ny mari-pana mitsonika ny firaka. Izany dia miteraka fandoroana eo an-toerana manodidina ny vovobony tsirairay ao amin'ny vovobony misy vovobony varahina mandritra ny dingan'ny fanafanana, miteraka be dia be ny Al-Si-Mg-Cu quaternary eutektika mitsonika amin'ny hafanana ambany. Ny dobo filomanosana eutektika quaternary dia mazàna faritra malemy ao amin'ny firaka ary mora voan'ny nucleation. Vokatr'izany, ny bubbles dia mety hikorontana kokoa ary hitombo eo akaikin'ny varahina mifono amin'ny fibre. Ankoatr'izay, ny ampahany kely amin'ny ranon-javatra ao amin'ny matrix amin'izao fotoana izao dia mahatonga ny entona avy amin'ny fanimbana ny TiH2 ho mora miangona ao amin'ny matrix aluminium. Ny nucleation Type II dia afaka misoroka amin'ny fomba mahomby ny entona miangona izay manery ny matrice fraction ambany rano ary mampiparitaka ny triatra amin'ny ranon-javatra, ka miteraka fatiantoka be ny habetsahan'ny hydrogène.

sary 4(d)dia mampiseho ireo bubbles amin'ny voalohany dia miorim-paka ary mitombo eo amin'ny faritry ny Cf rehefa mitsonika tanteraka ny matrice, ary ny toerana misy ny bubble dia mifanandrify amin'ilay sosona mifono varahina nanjavona (marika amin'ny boaty misy teboka mena). Miorina tsara fa ny fanampiana ny dingana faharoa dia mampitombo ny isan'ny toerana nucleation heterogène, ka mampihena ny angovo sakana ho an'ny fananganana ny vaovao bubbles ao anatin'ny firaka. Mandritra izany fotoana izany, ny tahan'ny nucleation dia mifandray amin'ny totalin'ny faritra nucleation heterogène isaky ny volume. Vokatr'izany dia azo tsikaritra fa ny bubbles dia miorim-paka amin'ny toerana misy ny fibre karbônina ary mivelatra amin'ny halavan'ny fibre karbônina. Miaraka amin'ny fitomboana bebe kokoa amin'ny ampahany miempo, dia mbola mipoitra avy amin'ny bubbles vaovao maroSary 4(e)–4(g). Na izany aza, miadana ny taham-pivondronana eo an-toerana sy ny fahatapahan'ny bubbles, izay manondro fa manana fitoniana ambony ireo bubbles. Amin'ny t0+426s, mitombo be ny isan'ny bubbles, ary

ny habetsahan'ny precursor dia mampiseho fanitarana lehibe(sary 4(h)). Fanampin'izany, ny fisehoan'ny bubble mitambatra (voamarika amin'ny zana-tsipìka mena), izay misy bubbles kely entin'ny lehibe kokoa noho ny fahamatorana Ostwald, dia dingana tsy azo ihodivirana mandritra ny fivoaran'ny foam metaly [40]. Ity trangan-javatra fahamatorana ity koa dia miteraka fisehon'ny bubbles lehibe sy tsy ara-dalàna vitsivitsy (marika amin'ny zana-tsipìka menasary 4(i)).

Sary 5.Sary mivoatra amin'ny vanim-potoanan'ny fizotran'ny AFS amin'ny dingana samihafa: (a) mialoha tsy mitsonika amin'ny fotoana t0 amin'ny 380 ◦C; b) ny famongorana ny singa varahina sy ny nucleation karazana II mandritra ny fanalefahana mialoha; c) ny fizotry ny nucleation sy ny fitomboan'ny bubbles; ary (d)–(f) bubbles mitambatra sy vaky.

3.1.2. Ny fivoaran'ny foam'ny AFS

Ny sary 5 dia mampiseho andiana sary taratra synchrotron mampiseho ny fizotry ny foam'ny AFS. Mitovy amin'ny Cf/AFS, ny sary voalohany ho an'ny filaharan'ny taratra synchrotron dia nalaina rehefa tao anatin'ny dingana mafy ny AFS tamin'ny 380 ◦C (jereosary 5(a)). Rehefa hafanaina ambonin'ny mari-pana solidus ny matrice, dia mipoitra ao ny bubbles fotsy madinikasary 5(b) sy (c), vokatry ny fanimbana ny TiH2 sy ny fisian'ny nucleation karazana II ao amin'ny faritra manankarena Cu. Na izany aza, ny isan'ny bubbles navoaka sy ny hakitroky ny fizarana azysary 5(c)dia tena ambany raha oharina amin'nysary 4(c). Izany dia manondro fa ny Cf/AFS dia manome fantsona bebe kokoa ho an'ny famoahana entona aloha mandritra ny nucleation, hisorohana ny fihoaram-pefy be loatra amin'ny triatra amin'ny matrix aluminium miaraka amin'ny ampahany kely amin'ny rano.

Vitsy kokoa ny toerana misy ny nucleation AFS sy ny mety hisian'ny fitomboan'ny bubble tsy ara-dalàna raha oharina amin'ny Cf/AFS.Sary 5(d)–(f). Ny fivoaran'ny bubbles AFS dia tsy ara-dalàna, ary ny haben'izy ireo dia mampiseho fiovaovan'ny habeny noho ny fiarahan'ireo bubbles mirefy micrometer sy bubbles lehibe millimeters (marika amin'ny zana-tsipìka mena). Ankoatr'izay, io tsy fandriam-pahalemana sy tsy fitoviana io mandritra ny dingan'ny nucleation tany am-boalohany dia mety hiteraka fahasamihafana lehibe amin'ny firafitry ny pore farany sy ny toetra mekanika eo amin'ny AFS sy Cf / AFS.

3.2. Famakafakana macrostructure

Mba hanadihadiana ny fahasamihafan'ny morphologie pore macroscopic sy ny savaivony pore eo anelanelan'ny AFS sy Cf / AFS, dia nisy rafitra sandwich roa nomanina teo ambanin'ny fepetran'ny laboratoara tamin'ny hafanana 620 ◦C nandritra ny 15 min. Ny macrostructures sy ny fizarana haben'ny sela AFS sy Cf/AFS dia aseho aosary 6. Ny fampitahana ny fizarana mitsangana amin'ny santionany amin'ny rafitra sandwich roa dia manambara fa ny foam Cf/AFS dia manana sela mafimafy kokoa ary tsy dia misy lesoka toy ny fahatapahan'ny sela na ny fitambaran'ny sela (jereosary 6 (b)). Mifanohitra amin’izany, araka ny hita ao amin’nysary 6(a), Ny AFS dia mampiseho homogeneity pore mahantra miaraka amin'ny fisian'ny pores lehibe tsy ara-dalàna. Mandritra izany fotoana izany, ny savaivony pore mitovy amin'ny AFS sy Cf / AFS dia 2.9 ± 0.2 mm ary 1.9 ± 0.1 mm, izay manondro fa ny savaivony pore dia nodiovina kokoa tamin'ny fanampiana ny Cf (jereosary 6(c) sy (d)).

Ny fivoaran'ny firafitry ny mason-koditra dia voataonan'ny mekanika fifaninanana roa: ny fanimbana ny TiH2 sy ny fampifangaroana sy ny fahatapahan'ny foam. Ny fanimbana ny TiH2 dia manampy amin'ny fampitomboana ny isan'ny nucleation, ny porosity, ary ny taham-panitarana, raha ny fampifangaroana sy ny fahatapahan'ny bubbles dia mampihena ny isan'ny pores ary mampitombo ny savaivony. Ny fampihenana ny fisehoan-javatra mitambatra sy vaky ny bubble dia manampy amin'ny fahazoana rafitra sela tsara kokoa. Noho izany, ny fahamarinan-toerana avo ny foam dia ilaina mba hihazonana ny homogeneity ny pore rafitra mandritra ny foaming dingana. Ho an'ny Cf/AFS, ny fanampim-panampiana ny Cf dia manatsara ny fahaleovan-tenan'ny fibre miaraka amin'ny fandoroana aluminium. Mitovitovy amin'ny foam aluminium nanamafy ny Cf [44] nomanina tamin'ny fomba fanalefahana ny fo, ny fanampin'ny Cf dia mampitony ny foam aluminium amin'ny alàlan'ny fisorohana ny fahatapahan'ny rindrin'ny sela sy ny fampihenana ny fivontosana. Mandritra izany fotoana izany, ny Cf dia afaka mamorona rafitra toy ny harato ao amin'ny rindrin'ny sela, izay miteraka hery manasaraka ary manakana ny fahatapahan'ny bubbles, noho izany, manatsara ny firafitry ny sela, ny fahamarinan'ny foam, ary ny fitovian'ny fizarana pore.

3.3. Famaritana microstructural

sary 7(a)mampiseho ny microstructure ny rindrin'ny sela rehefa avy nifoka tamin'ny AFS. Araka ny voalaza ho AlSi6Cu4Mg4 firaka foam, eutectic Al-Si, Mg2Si, Al2Cu, ary Al5Cu2Mg8Si6, dia hita ao amin'ny firaka, izay mifanaraka amin'ny fikarohana azo avy amin'ny EDS fanadihadiana ao amin'nysary 7(b). Ireo dingana mora vaky ireo dia mampihena ny toetra mekanika amin'ny foam aluminium amin'ny alàlan'ny fanalefahana ny rindrin'ny mason-koditra na miasa ho toy ny loharanon'ny triatra mandritra ny fanimbana. Noho izany, ny fanatsarana ny toetra mekanika amin'ny rindrin'ny pore amin'ny alàlan'ny fanampiana ireo dingana fanamafisana dia paikady mahomby sy mahomby.

Ho an'ny Cf/AFS dia azo jerena avy amin'nysary 7(c) ary (d)fa ny Cf dia zaraina ao anatin'ny rindrin'ny sela na eo amin'ny sisin'ny rindrin'ny sela, izay midika fa ny Cf dia manana fahaleovan-tena tsara amin'ny alàlan'ny alimo. Ankoatra izany, dia tsikaritra izany (jereo nysary 7(d)) fa ny ampahany kely amin'ny dingana mitete Al2Cu dia miforona eo amin'ny fifandraisana misy eo amin'ny fibre sy ny alimina miempo. Ity trangan-javatra ity dia manampy amin'ny fanatontosana fifamatorana mafy eo amin'ny fibre sy ny matrix. Ny fivoaran'ity diffusion reaction ity dia azo jerena intuitively amin'nySary 4(a)–(c). Mariho fa tsy manodidina tanteraka ny fibre karbônina ny dingan'ny rotsak'orana, ary mahasoa ho an'ny Cf/AFS ny fanjakana sy ny habetsahan'io fizarana io. Miorina amin'ny fandalinana ny Lv et al, amin'ny Cf manamafy ny aluminium matrix composite fitaovana, dia naseho fa ny sahaza ny isan'ny rotsak'orana dia mety hisy fiantraikany sy hifehy ny interfacial tanjaky ny fifamatorana.

sary 6.Fizarana mitsangana amin'ny santionany misolo tena (a) AFS sy (b) Cf/AFS. Ny savaivony mitovy amin'ny ampahany ampahany amin'ny faritra mifanitsy amin'ny (a) sy (b) dia aseho ao amin'ny (c) sy (d), tsirairay avy. Ny tsipika mitohy mivaingana ao amin'ny (c) sy (d) dia maneho ny log-normal mety. Ny regression (R2) dia maneho ny hatsaran'ny fitia.

Sary 7.Ny sary SEM (a) sy (b) dia mampiseho ny microstructure mifanaraka amin'izanysary 6(a) AFS sysary 6(b) Cf/AFS, tsirairay avy,Sary 7(b) sy (d) mampiseho ny fampitomboana eo an-toerana nySary 7(a) sy (c), tsirairay avy.

3.4. Mekanisma Cf manamafy ny foam Al-Si-Mg-Cu

Miorina amin'ny famakafakana voalaza etsy ambony, ny fanehoana an-tsary momba ny mekanika fanafoanana ho an'ny Cf/AFS sy AFS dia voafintina ao amin'nysary 8. Ny fahasamihafana lehibe eo amin'ny Cf/AFS sy ny AFS eo amin'ny dingan'ny nucleation, ny fitomboan'ny bubble, ary ny dingana fampiraisana, ary ny dingan'ny fanamafisana tsikelikely, araka ny asehon'ny sarysary 8(a) sy (b).

sary 8.Diagrama schematic momba ny Cf/AFS sy ny AFS mifoka rivotra: (a) Cf/AFS; ary (b) AFS.

Ao amin'ny dingana nucleation ny AlSi6Cu4Mg4 firaka foams, bubbles mirona ho nucleate ao anatin'ny ranoka quaternary eutectic manodidina ny varahina poti, fa tsy nucleate eo amin'ny toerana ny TiH2 poti. Ity karazana nucleation ao amin'ny faritra malemy indrindra amin'ny precursor (karazana nucleation II) dia manome fantsona fandosirana bebe kokoa ho an'ny entona navoakan'ny famongorana ny TiH2, manalavitra ny fivondronan'ny entona ary miteraka triatra amin'ny fikorianan'ny aluminium. Ny fanampiana ny fibre karbônina mifono varahina dia toa mamorona fantsona bebe kokoa hamoahana H2. Na izany aza, satria tsy manana ampahany betsaka amin'ny ranon-javatra amin'ity dingana ity ny fandoroana aluminium, dia sarotra ho an'ny bubbles kely toy izany ny manana loharano H2 ampy mba hanohy hitombo. Vokatr'izany dia vaky ao anatin'ny fiempo ireny bubbles kely ireny rehefa miakatra ny maripana. Rehefa levona tanteraka ny mpialoha lalana, ny H2 navoaka tamin'ny fihetsiketsehan'ny dehydrogenation mahery vaika an'ny TiH2 dia hiorim-paka sy hitombo haingana mifototra amin'ny teboka nucleation. Ny Cf dia manome toerana misy nucleation maro samihafa ho an'ny famokarana bubbles, izay mampitombo be ny tahan'ny nucleation. Amin'izay fotoana izay, ny fisian'ny Cf dia manakana ny fifandraisana sy ny fikambanan'ireo bubbles voalohany ary misoroka ny fananganana bubbles lehibe tsy misy dikany.

Nandritra ny fitomboana sy ny fampifangaroana ny bubbles, ny fanampiana ny Cf dia manatsara ny fahamarinan'ny foam. Ny antony dia ny Cf sy ny aliminioma miempo dia manana wettability tsara, ary ny fibre dia mora voafandrika eo amin'ny roa entona-ranoka interface tsara mba hamorona tambajotra rafitra (araka ny aseho ao amin'ny sary).sary 7(c)). Rehefa manify ny sarimihetsika ranon-javatra, ny fibre dia afaka miteraka fanerena fisarahana mba hanoherana ny setroka avy amin'ny sisin-tany lemaka, ka manakana ny filma ranoka tsy ho vaky. Noho izany ny Cf/AFS dia mila fotoana lavalava kokoa raha oharina amin'ny AFS, miaraka amin'ny fahamarinan-toerana ambony kokoa izay afaka mitazona ny fitovian'ny firafitry ny pore mandritra ny fivoaran'ny foam.

Mandritra ny dingan'ny fanamafisana miadana dia tsy mitombo intsony ny bubbles ao amin'ny Cf/AFS ary tafiditra ao anatin'ny rindrin'ny sela ireo fibre (marika amin'ny boaty misy teboka mena). Ity fihazonana fibre ity dia manakana ny fidiran'ny bubbles kely amin'ny lehibe kokoa, araka ny hita amin'ny fahamatorana Ostwald, ary manakana ny fahatapahan'ny rindrin'ny sela noho ny fanitarana fanamafisana. Vokatr'izany, ny Cf / AFS dia mampiseho firafitry ny pore homogeneous kokoa ary ny lesoka kely kokoa raha oharina amin'ny AFS.

3.5. Toetra mekanika

Ny curve compressive stress-strain ho an'ny Cf/AFS sy AFS miaraka amin'ny porosity saika mitovy (83.2% sy 81.4%, tsirairay avy) dia aseho amin'nysary 9(a). Ny curve compressive stress-strain dia mampiseho toetra telo miavaka, ahitana ny faritra elastika tsipika, faritra lembalemba ary faritra matevina. Ny tanjaky ny famokarana AFS sy Cf / AFS dia 8.44 MPa ary 11.87 MPa. Nitombo 40.6% ny tanjaky ny vokatra compressive Cf/AFS raha oharina amin'ny AFS. Mandritra izany fotoana izany, ny fahaiza-manaon'ny angovo Cf/AFS dia tsara kokoa noho ny an'ny AFS amin'ny tebiteby mitovy, araka ny aseho amin'nysary 9(b). Ny fahafahan'ny fisondrotry ny angovo an'ny AFS sy Cf/AFS dia eo amin'ny 3.3 MJ/m3 ary 6.1 MJ/m3. Nihatsara 84.8% ny fahafahan'ny Cf/AFS mitroka angovo raha oharina amin'ny AFS.

sary 9.Fivezivezen'ny fiaran-dalamby miorim-paka sy fiolahana fahaiza-mitsoka angovo amin'ny Cf/AFS sy AFS: (a) fiolahana fiaran-dalamby fanerena; (b) curve fahafaha-misoroka angovo.

Ny fampidirana ny Cf dia nanatsara ny toetra mekanika amin'ny fototry ny foam. Fantatra tsara fa ny toetra mekanika nyaluminium foamdia mifandray akaiky amin'ny firafitry ny pore sy ny toetra mekanika strut. Ny famakafakana macrostructural dia nanondro fa ny fanampiana ny Cf dia nanadio ny haben'ny pore, nanatsara ny fitsinjarana ny pore, ary ny fihenan'ny pore. Mitovy amin'ny fikarohana nataon'i Sasikumar et al. ary Yangetal. Ny savaivony kely mason-koditra sy ny fizarana pore tery dia mahasoa kokoa amin'ny fanatsarana ny tanjaky ny compressive sy ny fahombiazan'ny angovo. Ankoatr'izay, ny fiantraikan'ny microstructure amin'ny toetra mekanika amin'ny foam dia noho ny Cf mipetaka amin'ny rindrin'ny foam. Ny fanaparitahana sy ny famongorana ny fibre karbônina voapetaka amin'ny varahina ao amin'ny matrix aluminium dia mety hahatratra ny fifamatorana interfacial kokoa eo amin'ny fibre sy ny matrix aluminium, izay manampy amin'ny famindrana entana. Ny fibre karbônina modulus avo voapetaka ao amin'ny rindrin'ny pore dia afaka mametra ny fiovan'ny rindrin'ny pore eo ambanin'ny enta-mavesatra ary manatsara ny fahaiza-mitondra entana. Ireo lafin-javatra rehetra ireo dia mankasitraka ny Cf/AFS mba hahazoana tanjaky ny vokatra avo kokoa sy ny fahafaha-misoroka angovo raha oharina amin'ny AFS.

4. Fehiny

Ny Cf/AFS sy ny AFS dia nomanina tamin'ny alàlan'ny fomba famonosana vovoka metallurgy amin'ity asa ity. Ny fihetsiky ny Cf/AFS sy ny AFS dia nojerena tamin'ny alalan'ny taratra synchrotron mankany

famotopotorana ny fiantraikan'ny Cf amin'ny nucleation bubble sy ny fitomboana. Ho fanampin'izany, ny Cf momba ny morphologie pore, ny fizarana pore, ary ny toetran'ny compression amin'ny foam aluminium dia nodinihina tsara. Ny fehin-kevitra lehibe dia toy izao manaraka izao:

(1) Ny fandinihana ny taratra synchrotron in situ dia mampiseho fa samy manana dingana telo miavaka tsara ny fizotry ny fanafoanana ny Cf/AFS sy ny AFS: ny nucleation bubble, ny fitomboan'ny bubble sy ny fampitambatra ary ny fanamafisana.

Raha ampitahaina amin'ny AFS, ny dingan'ny fanafoanana ny Cf/AFS dia mampiseho ny fitoniana sy ny fitovian'ny bubble. Ny AFS dia mora kokoa amin'ny fananganana pores lehibe sy tsy misy dikany mandritra ny dingan'ny fivoaran'ny pore. Fanampin'izany, ny tsy fitovian-kevitra dia avy amin'ny fiantraikan'ny nucleation heterogène amin'ny Cf, izay manakana ny fahatapahan'ny rindrin'ny bubble ary mampihena ny firaisankina ary mampitombo ny tahan'ny nucleation.

(2) Ny fanampin'ny 0,5 wt.% Cf dia manadio ny savaivony mitovy amin'ny 2,9 ± 0,2 mm ka hatramin'ny 1,9 ± 0,1 mm, mampihena be ny tsy fahampian'ny pore. Amin'izay fotoana izay, ny microstructure dia manambara ny fahamendrehana tsara amin'ny Cf, izay miparitaka amin'ny rindrin'ny pore sy ny interface tsara entona, ka manatsara ny fahamarinan'ny foam.

(3) Raha ampitahaina amin'ny AFS, ny tanjaky ny famokarana compressive sy ny fahafahan'ny Cf / AFS dia nitombo teo amin'ny 40,6% sy 84,8%, tsirairay avy. Ny valin'ity fanadihadiana ity dia afaka manome hevitra amin'ny fanamafisana ny takelaka sandwich aluminium foam miaraka amin'ny fifandraisana fatorana metallurgique izay mety ho an'ny fampiharana injeniera amin'ny sehatry ny indostrian'ny fiara sy fiaramanidina.

Lahatsoratra avy amin'ny Journal of Materials Research and Technology