సాంప్రదాయ అల్యూమినియం ఫోమ్ శాండ్‌విచ్ ప్యానెల్‌తో పోలిస్తే కాపర్-డిపాజిటెడ్ కార్బన్ ఫైబర్ అల్యూమినియం ఫోమ్ శాండ్‌విచ్ ప్యానెల్ పనితీరు లక్షణాలు

అల్యూమినియం ఫోమ్ శాండ్‌విచ్(AFS) ప్యానెల్‌లు తక్కువ సాంద్రత, అధిక నిర్దిష్ట బలం, అనుకూలమైన శక్తి శోషణ, డంపింగ్ సామర్థ్యం మరియు విద్యుదయస్కాంత కవచం వంటి నిర్మాణాత్మక మరియు క్రియాత్మక లక్షణాల కలయికను కలిగి ఉంటాయి. ఈ అద్భుతమైన లక్షణాలు ఏరోస్పేస్, రవాణా మరియు సముద్ర క్షేత్రాలలో AFS గొప్ప సామర్థ్యాన్ని కలిగి ఉంటాయి. కేవలం మెటల్ ఫోమ్‌లతో పోలిస్తే, AFS యొక్క బయటి మెటాలిక్ ప్లేట్లు ఫోమ్‌ను ప్రభావవంతంగా మూసివేస్తాయి మరియు తన్యత మరియు బెండింగ్ బలం వంటి దాని సమగ్ర యాంత్రిక లక్షణాలను మెరుగుపరుస్తాయి. సాధారణంగా, AFS అంటుకునే బంధం పద్ధతి ద్వారా రూపొందించబడింది, ఇది ఎపోక్సీ రెసిన్ అంటుకునే ఉపయోగించి ఘన మెటల్ ప్యానెల్‌లకు అల్యూమినియం ఫోమ్‌ను జతచేయడం.

అంటుకునే బంధం పద్ధతి స్ట్రక్చరల్ డంపింగ్‌ను ప్రభావవంతంగా పెంచినప్పటికీ, అధిక-ఉష్ణోగ్రత లేదా తినివేయు పరిస్థితులలో డీలామినేషన్ వైఫల్యానికి రీసైక్లింగ్‌లో సవాళ్లు మరియు గ్రహణశీలతతో సహా పరిమితులతో కలిసి ఉంటుంది. ఈ పరిమితులను పరిష్కరించడానికి, ప్యానెల్ మరియు కోర్ లేయర్ మధ్య మెటలర్జికల్ బంధాన్ని సాధించడానికి విస్తృతమైన పరిశోధన ప్రయత్నాలు అంకితం చేయబడ్డాయి.

ప్రస్తుతం, మెటలర్జికల్ బాండింగ్‌ను సాధించే లక్ష్యంతో AFS కోసం ప్రధానమైన తయారీ పద్ధతులు సాధారణంగా మూడు వర్గాలుగా వర్గీకరించబడ్డాయి: వెల్డింగ్, మెల్ట్ ఫోమింగ్ మరియు ప్యాకింగ్ రోలింగ్ పౌడర్ మెటలర్జీ పద్ధతి. ఈ పద్ధతులలో, రంధ్ర నిర్మాణాన్ని నియంత్రించడానికి మరియు తక్కువ-ఉష్ణోగ్రత నురుగును సాధించడానికి ప్యాకింగ్ రోలింగ్ పౌడర్ మెటలర్జీ పద్ధతి ఉన్నతమైనదిగా పరిగణించబడుతుంది. మా మునుపటి పని పారిశ్రామిక అనువర్తనాల కోసం మెరుగైన విస్తరణ లక్షణాలు మరియు సెల్యులార్ నిర్మాణంతో పెద్ద-పరిమాణ AFSని రూపొందించడానికి ఈ సాంకేతికతను ఉపయోగించింది.

అయినప్పటికీ, ఫోమ్ కోర్ యొక్క సాపేక్షంగా తక్కువ కంప్రెసివ్ మెకానికల్ లక్షణాల కారణంగా, AFS యొక్క యాంత్రిక బలం యొక్క మెరుగుదల పరిమితం చేయబడింది, కాబట్టి AFS కోసం ఫోమ్ కోర్ యొక్క బలాన్ని మరింత మెరుగుపరచడం చాలా కీలకం.

ఈ రోజు వరకు, సంపీడన యాంత్రిక లక్షణాలను మెరుగుపరచడానికి సాధారణ పద్ధతులు నివేదించబడ్డాయిఅల్యూమినియం నురుగుఈ క్రింది విధంగా ఉన్నాయి: ఉపరితల చికిత్స, వేడి చికిత్స మరియు కణాలు, ఫైబర్‌లు, మిశ్రమ మూలకాలు మొదలైన వాటిని జోడించడం ద్వారా బలోపేతం చేయడం. వాటిలో, తక్కువ సాంద్రత, అధిక సాగే మాడ్యులస్ మరియు పెద్ద కారక నిష్పత్తి కలిగిన చిన్న కార్బన్ ఫైబర్‌లు ఆశాజనకమైన ఉపబల పదార్థాలుగా విస్తృత దృష్టిని ఆకర్షించాయి. అంతేకాకుండా, కార్బన్ ఫైబర్‌ల ఉపరితల మెటలైజేషన్, ఎలక్ట్రోప్లేటింగ్ లేదా రాగి లేపనం లేదా నికెల్ ప్లేటింగ్ వంటి రసాయన లేపనం ద్వారా, అల్యూమినియం మెల్ట్‌లో కార్బన్ ఫైబర్‌ల తేమను మరింత మెరుగుపరుస్తుంది మరియు కార్బన్ ఫైబర్‌లు మరియు అల్యూమినియం మెల్ట్ మధ్య హానికరమైన ఇంటర్‌ఫేషియల్ ప్రతిచర్యలను నివారిస్తుంది. అల్యూమినియం మ్యాట్రిక్స్ మిశ్రమాలను బలోపేతం చేయడానికి షార్ట్ కార్బన్ ఫైబర్ ఇప్పుడు విస్తృతంగా ఉపయోగించబడుతుంది.

భావ్ సింగేటల్. స్టైర్ కాస్టింగ్ పద్ధతి ద్వారా తయారు చేయబడిన రాగి-పూతతో కూడిన కార్బన్ ఫైబర్‌లు అల్యూమినియం మ్యాట్రిక్స్ మిశ్రమాలను బలోపేతం చేస్తాయి. మ్యూటల్. రెండు-రోల్ కాస్టింగ్ పద్ధతిని ఉపయోగించి నికెల్-పూతతో కూడిన కార్బన్ ఫైబర్‌లతో బలోపేతం చేయబడిన అల్యూమినియం మ్యాట్రిక్స్ మిశ్రమాలను తయారు చేస్తారు. ఫలితాలు కార్బన్ ఫైబర్‌ల చేరికతో మిశ్రమాల తన్యత బలంలో గణనీయమైన మెరుగుదలని ప్రదర్శించాయి. అయినప్పటికీ, పరిమిత పరిశోధనలు జరిగాయిఅల్యూమినియం ఫోమ్ రీన్ఫోర్స్డ్రాగి పూతతో కూడిన కార్బన్ ఫైబర్‌లతో. కాయోటల్. మెల్ట్ ఫోమింగ్ పద్ధతి ద్వారా ముందుగా తయారు చేయబడిన రాగి-పూతతో కూడిన కార్బన్ ఫైబర్‌లు అల్యూమినియం ఫోమ్‌ను బలపరిచాయి. లిక్విడ్ ఫిల్మ్ చీలికను నివారించడం ద్వారా 0.35 vol% Cf అల్యూమినియం ఫోమ్‌ను స్థిరీకరించగలదని మరియు ఫోమ్‌కు జోడించిన ఫైబర్‌ల మొత్తం మరింత స్థిరంగా ఉంటుందని ఫలితాలు చూపిస్తున్నాయి. మ్యూటల్. మెల్ట్ ఫోమింగ్ పద్ధతి ద్వారా తయారు చేయబడిన అల్యూమినియం ఫోమ్ యొక్క డంపింగ్ లక్షణాలు Cf చేరికతో గణనీయంగా మెరుగుపడ్డాయని చూపించింది.

దీని ప్రకారం, ఫోమింగ్ స్థిరత్వం మరియు యాంత్రిక లక్షణాలను ఏకకాలంలో మెరుగుపరచడానికి Cf యొక్క జోడింపు సమర్థవంతమైన వ్యూహంగా ఉంటుందని నిర్ధారించవచ్చు.అల్యూమినియం ఫోమ్స్. ఇంకా, పౌడర్ మెటలర్జీ పద్ధతి ద్వారా తయారు చేయబడిన రాగి పూతతో కూడిన కార్బన్ ఫైబర్స్ రీన్‌ఫోర్స్డ్ అల్యూమినియం ఫోమ్ శాండ్‌విచ్ ప్యానెల్‌లపై ఎటువంటి నివేదికలు లేవు, ఇది ఈ రంగంలో మరింత లోతైన అధ్యయనాలు చేయడానికి పరిశోధకులను ప్రేరేపిస్తుంది.

న్యూక్లియేషన్ మెకానిజం మరియు స్థిరత్వంపై అనేక అధ్యయనాలు జరిగాయిఅల్యూమినియం ఫోమ్స్ఉపబల దశల జోడింపుతో. రంధ్రాల సంఖ్య మరియు రంధ్ర స్వరూపంలో తేడాలు,

పరిమాణం, పంపిణీ మరియు ఆకృతి వంటివి సాధారణంగా న్యూక్లియేషన్ మెకానిజమ్స్ మరియు స్థిరత్వానికి ఆపాదించబడతాయి. పౌడర్ మెటలర్జీ సిస్టమ్‌లో హెటెరోజెనియస్ న్యూక్లియేషన్ ఎఫెక్ట్స్ మరియు ఆక్సైడ్ నెట్‌వర్క్ స్టెబిలైజేషన్ మెకానిజమ్స్ సమగ్రంగా పరిశోధించబడ్డాయి. ఈ కాగితంలో ఉపయోగించిన Al-Si-Mg-Cuతో కూడిన క్వాటర్నరీ అల్లాయ్ పౌడర్‌లు అసాధారణమైన విస్తరణ రేట్లు మరియు తక్కువ ఫోమింగ్ ఉష్ణోగ్రతలను ప్రదర్శించాయి, ఘన ఉష్ణోగ్రత 507 ◦C మరియు లిక్విడస్ ఉష్ణోగ్రత 596 ◦C. అయినప్పటికీ, ఈ ప్రత్యేక మిశ్రమం కూర్పును కలిగి ఉన్న పౌడర్ కాంపాక్ట్‌ల యొక్క న్యూక్లియేషన్ మెకానిజం, స్టెబిలిటీ మరియు కంప్రెసివ్ మెకానికల్ లక్షణాలకు సంబంధించి పరిశోధనలు లేవు, ముఖ్యంగా Cfని కలుపుతున్నప్పుడు. మునుపటి పనులలో, న్యూక్లియేషన్ మరియు స్టెబిలైజేషన్ మెకానిజమ్‌ల పరిశోధనలు ప్రాథమికంగా నాన్-ఇన్ సిటు పద్ధతుల ద్వారా నిర్వహించబడ్డాయి, ఫోమింగ్ అంతరాయాన్ని అనుసరించి వేగంగా చల్లబడిన నమూనాల టోమోగ్రాఫిక్ విశ్లేషణను కలిగి ఉంటుంది. దురదృష్టవశాత్తూ, సబ్‌మిక్రాన్ బబుల్ న్యూక్లియేషన్ ప్రాథమికంగా పూర్వగామి తాపన సమయంలో సంభవిస్తుంది మరియు 100 ms నుండి 1 సె వరకు విస్తరించి ఉన్న సమయ వ్యవధిలో వేగంగా విస్తరిస్తుంది, తరచుగా నిజ-సమయ పరిశీలన కోసం సవాళ్లను అందిస్తుంది. ఆధునిక సింక్రోట్రోన్ రేడియేషన్ ఎక్స్-రే ఇమేజింగ్ టెక్నిక్ అధిక శక్తి మరియు స్పాటియోటెంపోరల్ రిజల్యూషన్‌ను కలిగి ఉంది, ఇది అధిక ఉష్ణోగ్రతల వద్ద అల్యూమినియం ఫోమ్‌ల న్యూక్లియేషన్ మరియు పెరుగుదల ప్రక్రియ యొక్క సిటు పరిశీలనలో నిజ-సమయానికి అనుమతిస్తుంది. ప్రస్తుతం, పరిమిత పరిశోధకులు మాత్రమే సింక్రోట్రోన్ రేడియేషన్ ద్వారా Al-Si-Mg అల్లాయ్ పౌడర్ యొక్క ఫోమింగ్ గతిశాస్త్రాన్ని అన్వేషించారు. ఉదాహరణకు, García-Morenoetal. ద్రవ అల్యూమినియం ఫోమ్‌లో న్యూక్లియేషన్ మరియు గ్రోత్, బబుల్ రీఅరేంజ్‌మెంట్, లిక్విడ్ రిట్రాక్షన్, అగ్లోమరేషన్ మరియు ఫిల్మ్ ఛిద్రం వంటి ముఖ్యమైన డైనమిక్ దృగ్విషయాలను నివేదించింది. కమ్ మరియు ఇతరులు. సింక్రోట్రోన్ రేడియేషన్ ద్వారా AlSi8Mg4 అల్యూమినియం ఫోమ్ యొక్క న్యూక్లియేషన్ మరియు పెరుగుదల ప్రక్రియను అధ్యయనం చేసింది. మెటల్ పౌడర్ యొక్క ఉపరితలంపై యాడ్సోర్బేట్‌ల కుళ్ళిపోవడం ద్వారా ఉత్పత్తి చేయబడిన హైడ్రోజన్ మరొక ముఖ్యమైన న్యూక్లియేషన్ మెకానిజంను సూచిస్తుందని వారి పరిశోధనలు సూచించాయి. అయినప్పటికీ, పూర్వగామి భాగాల మధ్య పరస్పర చర్య సంక్లిష్టంగా ఉంటుంది మరియు ఫోమింగ్ యొక్క డైనమిక్స్ వాటి కూర్పు ద్వారా ప్రభావితమవుతాయి. Al-Si-Cu-Mg పౌడర్ సిస్టమ్ మరియు Al-Si-Cu-Mg పౌడర్ సిస్టమ్ రెండింటికీ జోడించిన Cfతో, లక్షణాలను మెరుగుపరచడానికి నురుగు యొక్క తదుపరి నిర్మాణాత్మక అభివృద్ధికి మెటల్ ఫోమ్ యొక్క ప్రారంభ మరియు పెరుగుదలను అర్థం చేసుకోవడం మరియు అన్వేషించడం చాలా కీలకం. దరఖాస్తుల కోసం.

ఈ పనిలో, మెటలర్జికల్ ఇంటర్‌ఫేషియల్ బాండింగ్‌తో Cf/AFS మరియు AFS ప్యాకింగ్ రోలింగ్ పౌడర్ మెటలర్జీ పద్ధతి ద్వారా తయారు చేయబడ్డాయి. Cf/AFS మరియు AFS యొక్క బబుల్స్ పరిణామం బబుల్ న్యూక్లియేషన్, పెరుగుదల మరియు విలీనం మరియు స్థిరత్వంపై Cf యొక్క యంత్రాంగాన్ని బహిర్గతం చేయడానికి సింక్రోట్రోన్ రేడియేషన్ ద్వారా సిటులో గమనించబడింది. అదనంగా, Cf/AFS మరియు AFS 620 ◦C వద్ద ఒక చాంబర్ ఫర్నేస్‌లో 15 నిమిషాల పాటు ఫోమ్ చేయబడ్డాయి. తదనంతరం, ఫోమ్డ్ నమూనాల రంధ్ర పరిమాణం పంపిణీ, రంధ్ర మైక్రోస్ట్రక్చర్ మరియు కంప్రెసివ్ మెకానికల్ లక్షణాలు వర్గీకరించబడ్డాయి మరియు పరీక్షించబడ్డాయి. పైన పేర్కొన్న అధ్యయనాల ఆధారంగా, Cf/AFS మరియు AFS యొక్క నిర్మాణం మరియు సంపీడన బలం క్రమపద్ధతిలో మూల్యాంకనం చేయబడ్డాయి.

2. మెటీరియల్స్ మరియు పద్ధతులు

2.1 ముడి పదార్థాలు

AFS మరియు Cf/AFS తయారీకి ఆరు ముడి పదార్థాలు ఉపయోగించబడ్డాయి: అల్ పౌడర్ (సగటు పరిమాణం: 45 μm, స్వచ్ఛత> 99.70%), Si పొడి (సగటు పరిమాణం: 38 μm, స్వచ్ఛత> 99.50%), Cu పౌడర్ (సగటు పరిమాణం: 38 μm, స్వచ్ఛత >99.90%), Mg పౌడర్ (సగటు పరిమాణం: 75 μm, స్వచ్ఛత >99.70%), TiH2 పౌడర్ (సగటు పరిమాణం: 45 μm, స్వచ్ఛత >99.70%), మరియు రాగి-పూతతో కూడిన కార్బన్ ఫైబర్ (సగటు పరిమాణం: 1～2 mm, రాగి-పూత యొక్క మందం: 1.4 μm).

2.2 Cf/AFS యొక్క కల్పన

ప్యాకింగ్ రోలింగ్ పౌడర్ మెటలర్జీ పద్ధతి యొక్క స్కీమాటిక్ లో వివరించబడిందిఅత్తి 1. మిక్సింగ్ దశలో, 86 wt%, 6 wt%, 4 wt%, మరియు 4 wt% నిష్పత్తిలో Al, Si, Cu మరియు Mg యొక్క పౌడర్‌లతో AlSi6Mg4Cu4 పౌడర్ చతుర్భుజి మిశ్రమం తయారు చేయబడింది. 1 wt% ఆక్సిడైజ్డ్ TiH2 పౌడర్ (470 ◦C వద్ద 1.5 గం వరకు గాలిలో వేడి చికిత్స) ఒక బ్లోయింగ్ ఏజెంట్‌గా జోడించబడింది, ఇది కరిగే ఉష్ణోగ్రత వద్ద కరుగును విస్తరిస్తూ H2ని వేగంగా విడుదల చేస్తుంది. అదనంగా, 0.5 wt% కార్బన్ ఫైబర్‌లు ఉపబల దశలుగా చేర్చబడ్డాయి. ముఖ్యంగా, తేమను పెంచడానికి మరియు ఫోమింగ్ సమయంలో ఫైబర్-అల్యూమినియం మెల్ట్ ఇంటర్‌ఫేస్ వద్ద Al4C3 వంటి హానికరమైన ప్రతిచర్యలను నివారించడానికి, కార్బన్ ఫైబర్‌లను ఎలక్ట్రోప్లేటింగ్ ద్వారా రాగి-పూతతో పూయడం జరిగింది. ఎలక్ట్రోప్లేటింగ్ ప్రక్రియ Refsలో వివరించబడింది.అత్తి 2ఎలక్ట్రోలెస్ ప్లేటింగ్ ప్రక్రియ ద్వారా పొందిన రాగి-పూతతో కూడిన కార్బన్ ఫైబర్‌లను చూపుతుంది. పూత ఫైబర్ ఉపరితలం యొక్క ఏకరీతి మరియు నిరంతర కవరేజీని కలిగి ఉంటుంది(Fig. 2(a)–(b)). తదనంతరం, ఈ అధ్యయనంలో ఉపయోగించిన విభిన్న మిశ్రమం కూర్పులు పైన పేర్కొన్న పౌడర్‌లను Cfతో మరియు లేకుండా 3 గం వరకు త్రీ-డైమెన్షనల్ మిక్సర్‌లో పూర్తిగా కలపడం ద్వారా తయారు చేయబడ్డాయి. ఏకరీతిలో కలిపిన పొడి ఒక మూసివున్న కుహరంలో కప్పబడి ఉంటుంది, తర్వాత చల్లని మరియు వేడి రోలింగ్ విధానాలు ఉంటాయి.

కోల్డ్ రోలింగ్ దశ బహుళ పాస్‌లు మరియు చిన్న డిప్రెషన్‌ల శ్రేణి ద్వారా కావిటీస్ మరియు కణాల మధ్య మధ్యంతర ఖాళీల నుండి గాలిని సమర్థవంతంగా ఖాళీ చేస్తుంది. హాట్ రోలింగ్ దశ, ప్యానెల్ మరియు పౌడర్ యొక్క సహ-వికృతీకరణ ద్వారా పూర్వగామి 98% కంటే ఎక్కువ సాపేక్ష సాంద్రతను సాధిస్తుందని నిర్ధారిస్తుంది, ఇది తదుపరి ఫోమింగ్ ప్రక్రియను సులభతరం చేస్తుంది. వివరణాత్మక రోలింగ్ ప్రక్రియ పారామితులు Refsలో వివరించబడ్డాయి. AFS మరియు Cf/AFS ఫోమబుల్ పూర్వగాములు పైన పేర్కొన్న ప్రక్రియ ద్వారా పొందబడతాయి. అంతిమంగా, Cf/AFS మరియు AFS నమూనాలను రూపొందించడానికి రెండు ఫోమబుల్ పూర్వగాములు 15 నిమిషాలకు 620 ◦C వద్ద వేడి చేయబడ్డాయి, వీటిని రంధ్ర పరిమాణ విశ్లేషణ, మైక్రోస్ట్రక్చరల్ క్యారెక్టరైజేషన్ మరియు కంప్రెసివ్ మెకానికల్ ప్రాపర్టీస్ టెస్ట్‌ల కోసం ఉపయోగించారు.

2.3 లక్షణం మరియు పరీక్ష పద్ధతులు

2.3.1 మైక్రోస్ట్రక్చరల్ క్యారెక్టరైజేషన్

ఫీల్డ్ ఎమిషన్ స్కానింగ్ ఎలక్ట్రాన్ మైక్రోస్కోపీ (SEM, జీస్ అల్ట్రా ప్లస్) ద్వారా Cf/AFS మరియు AFS యొక్క మైక్రోస్ట్రక్చర్ పదనిర్మాణం పరిశోధించబడింది. ఎనర్జీ డిస్పర్సివ్ స్పెక్ట్రోస్కోపీ (EDS) నురుగు నమూనాల సెల్ గోడలలోని వివిధ దశల కూర్పును గుర్తించడానికి ఉపయోగించబడింది. ఎలక్ట్రో-డిశ్చార్జింగ్ మెషిన్ (EDM, DK7745) ఉపయోగించి ఫోమ్డ్ నమూనాలను కత్తిరించడం ద్వారా నమూనాల రేఖాంశ విభాగాలు పొందబడ్డాయి. దీనిని అనుసరించి, నమూనాల రేఖాంశ విభాగాలు పెయింట్‌తో పూత పూయబడ్డాయి మరియు తరువాత వరుసగా 800-గ్రిట్ మరియు 1500-గ్రిట్ ఇసుక అట్టను ఉపయోగించి ఇసుకతో మరియు పాలిష్ చేయబడ్డాయి. అంతిమంగా, ఇమేజ్ విశ్లేషణ సాఫ్ట్‌వేర్ ఇమేజ్ ప్రో ప్లస్ 6.0ని ఉపయోగించి పాలిష్ చేసిన నమూనా క్రాస్-సెక్షన్ యొక్క సమానమైన సెల్ డయామీటర్‌లు (Dmean) నిర్ణయించబడ్డాయి.

అత్తి 1.ప్యాకింగ్ రోలింగ్ పౌడర్ మెటలర్జీ పద్ధతి యొక్క స్కీమాటిక్.

అత్తి 2.(a) రాగి-పూతతో కూడిన కార్బన్ ఫైబర్‌ల యొక్క SEM చిత్రాలు మరియు (b) (a)లో ఎరుపు చతురస్రంతో గుర్తించబడిన ప్రాంతం యొక్క మాగ్నిఫైడ్ వీక్షణను చూపుతుంది. చిత్రాలు (c) మరియు (d) అనేవి (b)లోని పాయింట్ A యొక్క EDS ఫలితాలు.

అత్తి 3.సింక్రోట్రోన్ రేడియేషన్ ప్రయోగం సెటప్ యొక్క స్కీమాటిక్ రేఖాచిత్రం.

2.3.2 సింక్రోట్రోన్ రేడియేషన్ ద్వారా ఇన్-సిటు ఫోమింగ్ పరిశీలనలు

సింక్రోట్రోన్ రేడియేషన్ ప్రయోగం సెటప్ యొక్క స్కీమాటిక్ రేఖాచిత్రం స్కెచ్ చేయబడిందిఅత్తి 3. బీజింగ్ సింక్రోట్రోన్ రేడియేషన్ ఫెసిలిటీ (BSRF, బీజింగ్ ఇన్‌స్టిట్యూట్ ఆఫ్ హై ఎనర్జీ ఫిజిక్స్, చైనీస్ అకాడమీ ఆఫ్ సైన్సెస్, చైనా) యొక్క బీమ్‌లైన్ 4W1A వద్ద ప్రయోగాలు జరిగాయి. సాంప్రదాయిక శోషణ-కాంట్రాస్ట్ ఇమేజింగ్ కాకుండా, ఈ పేపర్ సింక్రోట్రోన్ రేడియేషన్ లైట్ సోర్స్‌తో దశ-కాంట్రాస్ట్ ఇమేజింగ్‌ను ఉపయోగిస్తుంది. ఈ విధానం సాంప్రదాయిక శోషణ ఇమేజింగ్ యొక్క పరిమితులను పరిష్కరిస్తుంది, ఇది బలహీనంగా శోషించే పదార్థాలను దృశ్యమానం చేయడంలో అసమర్థమైనది. నమూనాల ఫోమింగ్ ప్రక్రియ కస్టమ్‌గా డిజైన్ చేయబడిన ఫోమింగ్ ఫర్నేస్‌లో నిర్వహించబడింది, ఇందులో 15 మిమీ బై 15 మిమీ చదరపు విండోను ఎక్స్-రే బీమ్ దిశకు లంబంగా ఉంచారు. అంజీర్ 3లో చిత్రీకరించబడిన నమూనా పరిమాణం, 15 mm × 15 mm × 2 mm. నమూనా నిర్దిష్ట సంఖ్యలో సిరామిక్ షీట్లతో కూడిన ఫోమింగ్ అచ్చులో ఉంచబడుతుంది. ఫోమింగ్ ప్రక్రియ అంతటా, X- కిరణాలు నమూనా గుండా వెళతాయి మరియు ఛార్జ్-కపుల్డ్ పరికరం (CCD) కెమెరా ద్వారా సంగ్రహించబడతాయి. ఎంచుకున్న X-రే సోర్స్ 20 Kev తీవ్రతతో పనిచేస్తుంది మరియు మొత్తం ఫోమింగ్ ప్రక్రియ యొక్క సమగ్ర పరిశీలనను ప్రారంభించడానికి గరిష్ట వీక్షణ పరిమాణం 7.4 mm × 7.4 mm ఉపయోగించబడింది.

గమనించిన నమూనాలు రోలింగ్ దిశ మరియు టాంజెన్షియల్ దిశ రెండింటికి లంబంగా ఉంచబడ్డాయి. 0.5 wt% Cf మరియు 0.5 wt% Cf లేని పూర్వగాములు రెండూ EDMని ఉపయోగించి నమూనాల రెండు వైపుల నుండి వాటి సైడ్ ప్యానెల్‌లను తొలగించాయి. అల్యూమినియం ఫోమ్ యొక్క ఫోమింగ్ లక్షణాలపై Cf యొక్క ప్రభావం పరిశోధించబడింది. ఇంకా, వివిధ కూర్పులతో కూడిన పూర్వగాములు 620 ◦C ప్రీసెట్ ఉష్ణోగ్రత వద్ద అదే హీటింగ్ ఫర్నేస్‌లో ఫోమ్ చేయబడ్డాయి.

2.3.3 కంప్రెషన్ మెకానికల్ ప్రాపర్టీస్ టెస్ట్

కంప్రెషన్ నమూనాలు EDM ద్వారా 23 mm ఎత్తు మరియు 20 mm వ్యాసం కలిగిన స్థూపాకార నమూనాలుగా కత్తిరించబడ్డాయి మరియు పరిమాణ ప్రభావాన్ని నివారించడానికి ప్రతి దిశలో కనీసం 10 పూర్తి రంధ్రాలు ఉండేలా నిర్ధారించబడింది. 100 KN గరిష్ట లోడ్ సామర్థ్యంతో AG-XPLUS ఎలక్ట్రాన్ యూనివర్సల్ మెటీరియల్ టెస్టింగ్ మెషీన్‌ను ఉపయోగించి ISO13314–2011 మరియు GB/T31930–2015 ప్రమాణాలను అనుసరించి క్వాసి-స్టాటిక్ కంప్రెషన్ పరీక్షలు నిర్వహించబడ్డాయి. ప్రతి సమూహానికి మూడు నమూనాలు పరీక్షించబడ్డాయి మరియు ఈ పేపర్‌లోని కంప్రెసివ్ స్ట్రెస్-స్ట్రెయిన్ వక్రతలు మూడు పరీక్షించిన నమూనాల నుండి పొందిన సగటు ఫలితాలను సూచిస్తాయి. అన్ని పరీక్షలు స్థానభ్రంశం నియంత్రణలో నిర్వహించబడ్డాయి, గది ఉష్ణోగ్రత వద్ద స్థిరమైన క్రాస్-హెడ్ వేగాన్ని 2 మిమీ/నిమి (10− 3 సె-1 ప్రారంభ స్ట్రెయిన్ రేట్‌కు అనుగుణంగా) నిర్వహిస్తుంది.

అత్తి 4.Cf/AFS ఫోమింగ్ ప్రక్రియ యొక్క టైమ్-ఎవాల్వ్డ్ సింక్రోట్రోన్ రేడియేషన్ ఇమేజ్‌లు: (a) 380 ◦C యొక్క t0 క్షణంలో unfoamed పూర్వగామి; (బి)–(సి) పూర్వగామి ద్రవీభవన సమయంలో మౌళిక రాగి మరియు టైప్ II న్యూక్లియేషన్ యొక్క రద్దు; (d)–(g) వైవిధ్యమైన న్యూక్లియేషన్ మరియు బుడగలు పెరుగుదల ప్రక్రియలు; మరియు (h)–(i) బుడగలు విలీనం మరియు చీలిక.

3. ఫలితాలు మరియు చర్చ

3.1 సింక్రోట్రోన్ రేడియేషన్ కింద సిటు ఫోమింగ్ ప్రవర్తన

3.1.1 Cf/AFS యొక్క ఫోమ్ పరిణామం

అత్తి 4Cf/AFS యొక్క ఫోమింగ్ ప్రక్రియను వర్ణించే సింక్రోట్రోన్ రేడియేషన్ చిత్రాల శ్రేణిని ప్రదర్శిస్తుంది. Cf/AFS యొక్క అసలైన చిత్రాలు(Fig. 4 (a))మాతృక 380 ◦C వద్ద ఘన స్థితిలో ఉన్నప్పుడు సంగ్రహించబడింది మరియు ఈ సమయం t0గా సెట్ చేయబడింది. పూర్వగామిలోని ఇతర భాగాలతో పోలిస్తే, Cf ప్రధానంగా బూడిదరంగు అల్యూమినియం-రిచ్ మ్యాట్రిక్స్‌లో నలుపు రంగులో కనిపిస్తుంది. లో చూపిన విధంగా ఫైబర్ ఉపరితలంపై అధిక రాగి కంటెంట్ దీనికి కారణమని చెప్పవచ్చుFig. 2(c)–(d), ఇది పూర్వగామి యొక్క ఇతర భాగాలతో పోలిస్తే అతిపెద్ద సాపేక్ష పరమాణు ద్రవ్యరాశిని కలిగి ఉంటుంది. అంతేకాకుండా, Cf యొక్క మెజారిటీలో ప్రదర్శించినట్లుగా, ఒకదానికొకటి సమూహంగా కాకుండా, చెదరగొట్టబడి మరియు విడిగా ఉన్నట్లు గమనించవచ్చు.అత్తి 4(ఎ). Cf యొక్క 0.5 wt% జోడింపుతో, 3 h స్టిరింగ్ ప్రక్రియ ప్రభావవంతంగా కావలసిన వ్యాప్తి స్థితిని పొందగలదని ఇది సూచిస్తుంది.

t0+194s వద్ద (చూసిన విధంగాఅత్తి 4(బి)), గ్రే అల్యూమినియం మ్యాట్రిక్స్‌లో (ఎరుపు బాణంతో గుర్తించబడింది) 90 μm నుండి 180 μm వరకు వ్యాసాలతో గణనీయమైన సంఖ్యలో తెలుపు, దాదాపు గోళాకార బుడగలు గమనించవచ్చు. లో చూపిన విధంగా బుడగల సంఖ్య 46 సెకన్లలోపు పెరుగుతూనే ఉందిఅత్తి 4(సి). అదనంగా, మ్యాట్రిక్స్‌లో జరుగుతున్న మరో గమనించదగ్గ మార్పు ఏమిటంటే, Cu డిసోల్యూషన్స్ (ఎరుపు చుక్కల పెట్టెతో గుర్తించబడింది) ప్రారంభించడంతో Cf ఉపరితలంపై కొన్ని చిన్న బుడగలు ఏర్పడతాయి. ఈ దృగ్విషయం రాగి-కలిగిన పౌడర్ కాంపాక్ట్‌లో సంభవించే టైప్ II న్యూక్లియేషన్‌కు కారణమని చెప్పవచ్చు. Cu కలపడం వల్ల మిశ్రమాల ద్రవీభవన ఉష్ణోగ్రత గణనీయంగా తగ్గుతుందని విస్తృతంగా అంగీకరించబడింది. ఇది వేడి ప్రక్రియ సమయంలో రాగి పొడిని కలిగి ఉన్న పౌడర్ పూర్వగామిలోని వ్యక్తిగత పొడి కణాల చుట్టూ స్థానికీకరించిన ద్రవీభవనానికి దారితీస్తుంది, తక్కువ ఉష్ణోగ్రతల వద్ద గణనీయమైన మొత్తంలో Al-Si-Mg-Cu క్వాటర్నరీ యూటెక్టిక్ మెల్ట్‌ను ఉత్పత్తి చేస్తుంది. క్వాటర్నరీ యూటెక్టిక్ మెల్ట్ పూల్ మిశ్రమంలో బలహీనమైన ప్రాంతంగా ఉంటుంది మరియు న్యూక్లియేషన్‌కు ఎక్కువ అవకాశం ఉంది. ఫలితంగా, బుడగలు పీచు ఉపరితలంపై రాగి పూతతో న్యూక్లియేట్ అయ్యే అవకాశం ఉంది. ఇంకా, ఈ సమయంలో మాతృకలోని తక్కువ ద్రవ భిన్నం TiH2 యొక్క కుళ్ళిన వాయువులను అల్యూమినియం మ్యాట్రిక్స్‌లో సులభంగా పేరుకుపోయేలా చేస్తుంది. టైప్ II న్యూక్లియేషన్ తక్కువ ద్రవ భిన్నం మాతృకను వేరు చేసి, ద్రవం ద్వారా పగుళ్లను వ్యాపింపజేసేలా పేరుకుపోయిన వాయువును సమర్థవంతంగా నివారించవచ్చు, ఫలితంగా హైడ్రోజన్ మొత్తం తీవ్రంగా నష్టపోతుంది.

Fig. 4(d)బుడగలు మొదట్లో న్యూక్లియేట్ అవుతాయి మరియు మాతృక పూర్తిగా కరిగిపోవడంతో Cf ప్రాంతంలో పెరుగుతాయి మరియు బబుల్ స్థానాలు అదృశ్యమవుతున్న రాగి-పూత పొరకు అనుగుణంగా ఉంటాయి (ఎరుపు చుక్కల పెట్టెతో గుర్తించబడింది). ద్వితీయ దశల జోడింపు భిన్నమైన న్యూక్లియేషన్ సైట్‌ల సంఖ్యను పెంచుతుందని, తద్వారా మిశ్రమం కరిగే లోపల కొత్త బుడగలు ఏర్పడటానికి శక్తి అవరోధం తగ్గుతుందని బాగా స్థిరపడింది. ఇంతలో, న్యూక్లియేషన్ రేటు యూనిట్ వాల్యూమ్‌కు మొత్తం భిన్నమైన న్యూక్లియేషన్ ప్రాంతానికి సంబంధించినది. పర్యవసానంగా, బుడగలు మొదట్లో కార్బన్ ఫైబర్‌లు ఉన్న ప్రదేశాలలో న్యూక్లియేట్ అవుతాయి మరియు కార్బన్ ఫైబర్ పొడవునా విస్తరిస్తాయని గమనించవచ్చు. కరిగే భిన్నంలో మరింత పెరుగుదలతో, అనేక కొత్త బుడగలు ఉద్భవించడం కొనసాగుతుందిFig. 4(e)–4(g). అయినప్పటికీ, బుడగలు స్థానికీకరించిన విలీనం మరియు చీలిక రేటు నెమ్మదిగా ఉంటుంది, ఇది బుడగలు అధిక స్థిరత్వాన్ని కలిగి ఉన్నాయని సూచిస్తుంది. t0+426s వద్ద, బుడగలు సంఖ్య గణనీయంగా పెరుగుతుంది మరియు

పూర్వగామి వాల్యూమ్ పెద్ద విస్తరణను ప్రదర్శిస్తుంది(Fig. 4(h)). ఇంకా, ఓస్ట్‌వాల్డ్ పరిపక్వత కారణంగా చిన్న బుడగలు పెద్ద వాటి ద్వారా శోషించబడే కొన్ని బబుల్ మెర్జింగ్ (ఎరుపు బాణంతో గుర్తించబడింది), లోహ నురుగుల పరిణామం సమయంలో ఒక అనివార్య ప్రక్రియ [40]. ఈ పరిపక్వత దృగ్విషయం తక్కువ సంఖ్యలో పెద్ద మరియు క్రమరహిత బుడగలు (ఎరుపు బాణంతో గుర్తించబడిందిFig. 4(i))

అత్తి 5.వివిధ దశలలో AFS యొక్క ఫోమింగ్ ప్రక్రియ యొక్క సమయ-వికాస చిత్రాలు: (a) 380 ◦C యొక్క t0 క్షణంలో కరిగిపోని పూర్వగామి; (బి) పూర్వగామి ద్రవీభవన సమయంలో ఎలిమెంటల్ కాపర్ మరియు టైప్ II న్యూక్లియేషన్ యొక్క రద్దు; (సి) బుడగలు యొక్క న్యూక్లియేషన్ మరియు పెరుగుదల ప్రక్రియలు; మరియు (d)–(f) బుడగలు విలీనం మరియు చీలిక.

3.1.2 AFS యొక్క ఫోమ్ పరిణామం

Fig. 5 AFS యొక్క ఫోమింగ్ ప్రక్రియను వివరించే సింక్రోట్రోన్ రేడియేషన్ చిత్రాల శ్రేణిని ప్రదర్శిస్తుంది. Cf/AFS మాదిరిగానే, సింక్రోట్రోన్ రేడియేషన్ సీక్వెన్స్ కోసం ప్రారంభ చిత్రం AFS 380 ◦C వద్ద ఘన దశలో ఉన్నప్పుడు సంగ్రహించబడింది (చూడండిఅత్తి 5(ఎ)) ఘన ఉష్ణోగ్రత కంటే మాతృకను వేడి చేసినప్పుడు, చిన్న తెల్ల బుడగలు కనిపిస్తాయిఅత్తి 5(బి) మరియు (సి), TiH2 యొక్క కుళ్ళిపోవడం మరియు Cu-రిచ్ ప్రాంతంలో టైప్ II న్యూక్లియేషన్ సంభవించడం వలన ఏర్పడుతుంది. అయినప్పటికీ, ఉత్పత్తి చేయబడిన బుడగలు మరియు వాటి పంపిణీ సాంద్రతఫిగ్. 5(సి)తో పోలిస్తే ముఖ్యంగా తక్కువగా ఉందిఅత్తి 4(సి). న్యూక్లియేషన్ సమయంలో ప్రారంభ గ్యాస్ విడుదల కోసం Cf/AFS మరిన్ని ఛానెల్‌లను అందిస్తుందని, అల్యూమినియం మ్యాట్రిక్స్‌లో తక్కువ ద్రవ భిన్నం ఉన్న పగుళ్లను అధికంగా నిరోధించడాన్ని ఇది సూచిస్తుంది.

Cf/AFSతో పోలిస్తే తక్కువ సంఖ్యలో AFS న్యూక్లియేషన్ సైట్‌లు మరియు అసాధారణమైన బుడగ పెరుగుదల యొక్క అధిక సంభావ్యతను గమనించవచ్చుFig. 5(d)–(f). AFS బుడగలు యొక్క పరిణామం సక్రమంగా లేదు మరియు మైక్రోమీటర్ సైజు బుడగలు మరియు అసాధారణంగా మిల్లీమీటర్ పరిమాణంలో ఉన్న పెద్ద బుడగలు (ఎరుపు బాణంతో గుర్తించబడినవి) రెండింటి సహజీవనం కారణంగా వాటి పరిమాణాలు విస్తృత హెచ్చుతగ్గులను ప్రదర్శిస్తాయి. అంతేకాకుండా, ప్రారంభ న్యూక్లియేషన్ ప్రక్రియలో ఈ అస్థిరత మరియు అసమానత AFS మరియు Cf/AFS మధ్య తుది రంధ్ర నిర్మాణం మరియు యాంత్రిక లక్షణాలలో గణనీయమైన వ్యత్యాసాలను కలిగిస్తుంది.

3.2 మాక్రోస్ట్రక్చర్ విశ్లేషణ

AFS మరియు Cf/AFS మధ్య స్థూల రంధ్ర స్వరూపం మరియు రంధ్ర వ్యాసంలోని వ్యత్యాసాలను పరిశోధించడానికి, 15 నిమిషాలకు 620 ◦C యొక్క నురుగు ఉష్ణోగ్రత వద్ద ప్రయోగశాల పరిస్థితులలో రెండు శాండ్‌విచ్ నిర్మాణాలు తయారు చేయబడ్డాయి. AFS మరియు Cf/AFS యొక్క స్థూల నిర్మాణాలు మరియు సెల్ పరిమాణ పంపిణీ చూపబడిందిఅత్తి 6. రెండు శాండ్‌విచ్ నిర్మాణాల నమూనాల నిలువు విభాగాల పోలిక Cf/AFS ఫోమ్‌లు సూక్ష్మ కణాలను కలిగి ఉన్నాయని మరియు కణాల చీలిక లేదా విలీనం వంటి తక్కువ లోపాలను కలిగి ఉన్నాయని వెల్లడిస్తుంది (చూడండిఅత్తి 6 (బి)) దీనికి విరుద్ధంగా, చూపిన విధంగాఅత్తి 6(ఎ), AFS కొన్ని అసాధారణంగా పెద్ద రంధ్రాల ఉనికితో పేలవమైన రంధ్ర సజాతీయతను ప్రదర్శిస్తుంది. ఇంతలో, AFS మరియు Cf/AFS లకు సమానమైన రంధ్ర వ్యాసం వరుసగా 2.9 ± 0.2 మిమీ మరియు 1.9 ± 0.1 మిమీ, Cf జోడించడం ద్వారా రంధ్ర వ్యాసం మరింత శుద్ధి చేయబడిందని సూచిస్తుంది (చూడండిఅత్తి 6(సి) మరియు (డి))

రంధ్ర నిర్మాణం యొక్క పరిణామం రెండు పోటీ విధానాల ద్వారా ప్రభావితమవుతుంది: TiH2 యొక్క కుళ్ళిపోవడం మరియు నురుగు యొక్క విలీనం మరియు చీలిక. TiH2 యొక్క కుళ్ళిపోవడం న్యూక్లియేషన్, సచ్ఛిద్రత మరియు విస్తరణ రేటు పెరుగుదలకు దోహదం చేస్తుంది, అయితే బుడగలు విలీనం మరియు చీలిక రంధ్రాల సంఖ్యను తగ్గిస్తుంది మరియు రంధ్రాల వ్యాసాన్ని పెంచుతుంది. బబుల్ విలీనం మరియు చీలిక సంఘటనల తగ్గింపు మెరుగైన సెల్యులార్ నిర్మాణాన్ని పొందేందుకు దోహదం చేస్తుంది. అందువల్ల, ఫోమింగ్ ప్రక్రియలో రంధ్ర నిర్మాణం యొక్క సజాతీయతను నిర్వహించడానికి నురుగు యొక్క అధిక స్థిరత్వం అవసరం. Cf/AFS కోసం, Cf యొక్క జోడింపు అల్యూమినియం మెల్ట్‌తో ఫైబర్స్ యొక్క తేమను బాగా మెరుగుపరుస్తుంది. మెల్ట్ ఫోమింగ్ పద్ధతి ద్వారా తయారు చేయబడిన Cf రీన్‌ఫోర్స్డ్ అల్యూమినియం ఫోమ్ [44] లాగానే, Cf యొక్క జోడింపు సెల్ గోడ చీలికను నివారించడం మరియు సముదాయాన్ని తగ్గించడం ద్వారా అల్యూమినియం ఫోమ్‌ను స్థిరీకరిస్తుంది. ఇంతలో, Cf సెల్ గోడలో నెట్ లాంటి నిర్మాణాన్ని సృష్టించగలదు, ఇది విభజన శక్తిని ఉత్పత్తి చేస్తుంది మరియు బుడగలు చీలిపోకుండా చేస్తుంది, తద్వారా కణ నిర్మాణం, నురుగు స్థిరత్వం మరియు రంధ్ర పంపిణీ యొక్క ఏకరూపతను మెరుగుపరుస్తుంది.

3.3 మైక్రోస్ట్రక్చరల్ క్యారెక్టరైజేషన్

అత్తి 7(ఎ)AFSతో ఫోమింగ్ తర్వాత సెల్ గోడ యొక్క సూక్ష్మ నిర్మాణాన్ని చూపుతుంది. AlSi6Cu4Mg4 మిశ్రమం ఫోమ్‌ల కోసం నివేదించినట్లుగా, యుటెక్టిక్ Al-Si, Mg2Si, Al2Cu మరియు Al5Cu2Mg8Si6, మిశ్రమంలో ఉన్నాయి, ఇది EDS విశ్లేషణ నుండి పొందిన ఫలితాలతో ఏకీభవిస్తుంది.అత్తి 7(బి). ఈ పెళుసు దశలు అల్యూమినియం ఫోమ్ యొక్క యాంత్రిక లక్షణాలను రంధ్ర గోడను బలహీనపరచడం ద్వారా లేదా వైకల్యం సమయంలో పగుళ్లకు మూలంగా పనిచేయడం ద్వారా తగ్గిస్తాయి. అందువల్ల, బలపరిచే దశలను జోడించడం ద్వారా రంధ్ర గోడ యొక్క యాంత్రిక లక్షణాలను మెరుగుపరచడం ఆచరణీయమైన మరియు సమర్థవంతమైన వ్యూహం.

Cf/AFS కోసం, దీని నుండి గమనించవచ్చుఅత్తి 7(సి) మరియు (డి)Cf సెల్ గోడ లోపల లేదా సెల్ గోడ అంచు వద్ద పంపిణీ చేయబడుతుంది, ఇది అల్యూమినియం మెల్ట్‌తో Cf అద్భుతమైన తేమను కలిగి ఉందని సూచిస్తుంది. ఇంకా, ఇది గమనించదగినది (చూడండిఅత్తి 7(డి)) ఫైబర్స్ మరియు అల్యూమినియం కరిగే మధ్య ఇంటర్‌ఫేస్ వద్ద అవక్షేపణ దశ Al2Cu ఏర్పడుతుంది. ఈ దృగ్విషయం ఫైబర్స్ మరియు మ్యాట్రిక్స్ మధ్య బలమైన బంధాన్ని సాధించడానికి దోహదం చేస్తుంది. ఈ వ్యాప్తి ప్రతిచర్య యొక్క పురోగతిని అకారణంగా గమనించవచ్చుFig. 4(a)–(c). అవక్షేపణ దశ పూర్తిగా కార్బన్ ఫైబర్‌లను చుట్టుముట్టదు మరియు ఈ పంపిణీ యొక్క స్థితి మరియు మొత్తం Cf/AFSకి ప్రయోజనకరంగా ఉంటుందని గమనించండి. Lv మరియు ఇతరుల అధ్యయనం ఆధారంగా, Cf రీన్ఫోర్స్డ్ అల్యూమినియం మ్యాట్రిక్స్ మిశ్రమ పదార్థాలపై, తగిన మొత్తంలో అవక్షేపణ దశ ఇంటర్‌ఫేషియల్ బాండ్ బలాన్ని ప్రభావితం చేయగలదని మరియు నియంత్రించగలదని నిరూపించబడింది.

అత్తి 6.ప్రతినిధి నమూనా (a) AFS మరియు (b) Cf/AFS యొక్క నిలువు విభాగాలు. (a) మరియు (b) లకు సంబంధించిన సమానమైన వ్యాసం వర్సెస్ ఏరియా భిన్నం ప్లాట్లు వరుసగా (c) మరియు (d) లలో వర్ణించబడ్డాయి. (c) మరియు (d)లోని ఘన నిరంతర పంక్తి లాగ్-నార్మల్ ఫిట్‌ని సూచిస్తుంది. తిరోగమనం (R2) సరిపోయే మంచితనాన్ని సూచిస్తుంది.

అత్తి 7.SEM చిత్రాలు (a) మరియు (b) సంబంధిత సూక్ష్మ నిర్మాణాలను చూపుతాయిఅత్తి 6(ఎ) AFS మరియుఅత్తి 6(బి) Cf/AFS, వరుసగా, ఇంకా,అత్తి 7(బి) మరియు (డి) యొక్క స్థానికీకరించిన మాగ్నిఫికేషన్‌లను చూపుతుందిఅత్తి 7(ఎ) మరియు (సి), వరుసగా.

3.4 Cf స్థిరీకరణ అల్-Si-Mg-Cu ఫోమ్ యొక్క మెకానిజం

పైన పేర్కొన్న విశ్లేషణ ఆధారంగా, Cf/AFS మరియు AFS కోసం ఫోమింగ్ మెకానిజం యొక్క స్కీమాటిక్ ప్రాతినిధ్యం సంగ్రహించబడిందిఅత్తి 8. న్యూక్లియేషన్ దశలో Cf/AFS మరియు AFS మధ్య ముఖ్యమైన వ్యత్యాసాలు, బబుల్ పెరుగుదల మరియు విలీన దశ మరియు క్రమక్రమంగా పటిష్టం చేసే దశ,Fig. 8(a) మరియు (b).

అత్తి 8.Cf/AFS మరియు AFS ఫోమింగ్ ప్రవర్తన యొక్క స్కీమాటిక్ రేఖాచిత్రం: (a) Cf/AFS; మరియు (బి) AFS.

AlSi6Cu4Mg4 అల్లాయ్ ఫోమ్‌ల న్యూక్లియేషన్ దశలో, బుడగలు TiH2 కణాల స్థానంలో న్యూక్లియేట్ కాకుండా, రాగి కణాల చుట్టూ ఉన్న ద్రవ క్వాటర్నరీ యూటెక్టిక్‌లో న్యూక్లియేట్ అవుతాయి. పూర్వగామి యొక్క బలహీనమైన ప్రాంతంలో (రకం II న్యూక్లియేషన్) ఈ రకమైన న్యూక్లియేషన్ TiH2 కుళ్ళిపోవడం ద్వారా విడుదలయ్యే వాయువుల కోసం మరింత తప్పించుకునే మార్గాలను అందిస్తుంది, వాయువుల చేరికను నివారిస్తుంది మరియు అల్యూమినియం మెల్ట్‌లో పగుళ్లు ఏర్పడేలా చేస్తుంది. రాగి-పూతతో కూడిన కార్బన్ ఫైబర్‌ల జోడింపు H2ని విడుదల చేయడానికి మరిన్ని ఛానెల్‌లను సృష్టిస్తుంది. అయితే, ఈ దశలో అల్యూమినియం మెల్ట్‌కు తగినంత ద్రవ భిన్నం లేనందున, అటువంటి చిన్న బుడగలు పెరగడం కొనసాగించడానికి తగినంత H2 మూలాన్ని కలిగి ఉండటం కష్టం. ఫలితంగా, ఉష్ణోగ్రత పెరిగేకొద్దీ ఈ చిన్న బుడగలు కరిగే లోపల చీలిపోతాయి. పూర్వగామి పూర్తిగా కరిగిపోయినప్పుడు, TiH2 యొక్క హింసాత్మక డీహైడ్రోజనేషన్ ప్రతిచర్య నుండి విడుదలైన H2 న్యూక్లియేషన్ పాయింట్ ఆధారంగా న్యూక్లియేట్ అవుతుంది మరియు వేగంగా పెరుగుతుంది. Cf బుడగలు ఉత్పత్తి కోసం అనేక భిన్నమైన న్యూక్లియేషన్ సైట్‌లను అందిస్తుంది, ఇది న్యూక్లియేషన్ రేట్లను బాగా పెంచుతుంది. అదే సమయంలో, Cf యొక్క ఉనికి ప్రైమరీ బుడగలు యొక్క పరిచయం మరియు విలీనాన్ని సమర్థవంతంగా నిరోధిస్తుంది మరియు క్రమరహితంగా పెద్ద బుడగలు ఏర్పడకుండా చేస్తుంది.

బుడగలు పెరుగుదల మరియు విలీన దశలో, Cf యొక్క జోడింపు గణనీయంగా నురుగు స్థిరత్వాన్ని మెరుగుపరుస్తుంది. కారణం ఏమిటంటే, Cf మరియు అల్యూమినియం మెల్ట్ మంచి తేమను కలిగి ఉంటాయి మరియు నెట్‌వర్క్ నిర్మాణాన్ని రూపొందించడానికి ఫైబర్‌లను రెండు గ్యాస్-లిక్విడ్ ఇంటర్‌ఫేస్‌ల మధ్య సులభంగా బంధించవచ్చు (చూపిన విధంగాఅత్తి 7(సి)) లిక్విడ్ ఫిల్మ్ పలచబడినందున, పీఠభూమి సరిహద్దు నుండి చూషణను నిరోధించడానికి ఫైబర్‌లు విభజన ఒత్తిడిని సృష్టించగలవు, తద్వారా ద్రవ చలనచిత్రం చీలిపోకుండా చేస్తుంది. కాబట్టి AFSతో పోలిస్తే Cf/AFSకి ఎక్కువ ఫోమింగ్ సమయం అవసరం, అధిక స్థిరత్వంతో నురుగు పరిణామ సమయంలో రంధ్ర నిర్మాణం యొక్క ఏకరూపతను కొనసాగించగలదు.

నెమ్మదిగా ఘనీభవించే దశలో, Cf/AFSలో బుడగలు పెరగవు మరియు ఫైబర్‌లు సెల్ గోడలో (ఎరుపు చుక్కల పెట్టెతో గుర్తించబడ్డాయి) పొందుపరచబడతాయి. ఫైబర్‌ల యొక్క ఈ నిలుపుదల ఓస్ట్‌వాల్డ్ పరిపక్వతలో కనిపించే విధంగా పెద్ద వాటి ద్వారా చిన్న బుడగలు గ్రహించడాన్ని నిరోధిస్తుంది మరియు ఘనీభవన విస్తరణ కారణంగా సెల్ గోడ చీలికను నిరోధిస్తుంది. ఫలితంగా, AFSతో పోలిస్తే Cf/AFS మరింత సజాతీయ రంధ్ర నిర్మాణాన్ని మరియు తక్కువ రంధ్రాల లోపాలను ప్రదర్శిస్తుంది.

3.5 యాంత్రిక లక్షణాలు

దాదాపు ఒకే సారంధ్రతతో (వరుసగా 83.2% మరియు 81.4%) Cf/AFS మరియు AFS కోసం కంప్రెసివ్ స్ట్రెస్-స్ట్రెయిన్ కర్వ్‌లు ప్రదర్శించబడ్డాయిఅత్తి 9(ఎ). కంప్రెసివ్ స్ట్రెస్-స్ట్రెయిన్ కర్వ్ లీనియర్ సాగే ప్రాంతం, పీఠభూమి ప్రాంతం మరియు డెన్సిఫికేషన్ ప్రాంతాన్ని కలిగి ఉన్న విభిన్నమైన మూడు దశల లక్షణాన్ని ప్రదర్శిస్తుంది. AFS మరియు Cf/AFS యొక్క సంపీడన దిగుబడి బలం వరుసగా 8.44 MPa మరియు 11.87 MPa. AFSతో పోలిస్తే Cf/AFS యొక్క సంపీడన దిగుబడి బలం 40.6% పెరిగింది. ఇంతలో, Cf/AFS యొక్క శక్తి శోషణ సామర్థ్యం AFS కంటే అదే స్ట్రెయిన్‌లో చూపిన విధంగా మెరుగ్గా ఉంటుందిచిత్రం 9(బి). AFS మరియు Cf/AFS యొక్క శక్తి శోషణ సామర్థ్యాలు వరుసగా 3.3 MJ/m3 మరియు 6.1 MJ/m3. AFSతో పోలిస్తే Cf/AFS యొక్క శక్తి శోషణ సామర్థ్యం 84.8% మెరుగుపడింది.

అత్తి 9.Cf/AFS మరియు AFS యొక్క సంపీడన ఒత్తిడి-రైలు వక్రతలు మరియు శక్తి శోషణ సామర్థ్యం వక్రతలు: (a) సంపీడన ఒత్తిడి-రైలు వక్రతలు; (బి) శక్తి శోషణ సామర్థ్యం వక్రతలు.

Cf యొక్క విలీనం ఫోమ్ కోర్ యొక్క యాంత్రిక లక్షణాలను గణనీయంగా మెరుగుపరిచింది. యొక్క యాంత్రిక లక్షణాలు అందరికీ తెలుసుఅల్యూమినియం నురుగురంధ్ర నిర్మాణం మరియు స్ట్రట్ మెకానికల్ లక్షణాలకు దగ్గరి సంబంధం కలిగి ఉంటాయి. మాక్రోస్ట్రక్చరల్ విశ్లేషణ Cf యొక్క జోడింపు రంధ్ర పరిమాణాన్ని మెరుగుపరుస్తుంది, మెరుగైన రంధ్ర పంపిణీ మరియు రంధ్రాల లోపాలను తగ్గించింది. శశికుమార్ మరియు ఇతరుల పరిశోధనల మాదిరిగానే. మరియు యంగెటల్. సంపీడన బలం మరియు శక్తి శోషణ సామర్థ్యాన్ని పెంచడానికి చిన్న రంధ్ర వ్యాసం మరియు ఇరుకైన రంధ్రాల పంపిణీ మరింత ప్రయోజనకరంగా ఉంటాయి. అంతేకాకుండా, నురుగు యొక్క యాంత్రిక లక్షణాలపై మైక్రోస్ట్రక్చర్ ప్రభావం ప్రధానంగా నురుగు యొక్క రంధ్ర గోడలలో పొందుపరిచిన Cf కారణంగా ఉంటుంది. అల్యూమినియం మ్యాట్రిక్స్‌లోని కార్బన్ ఫైబర్‌ల యొక్క రాగి-పూత యొక్క వ్యాప్తి మరియు రద్దు ఫైబర్‌లు మరియు అల్యూమినియం మాతృక మధ్య దృఢమైన ఇంటర్‌ఫేషియల్ బంధాన్ని సాధించగలదు, ఇది లోడ్ బదిలీకి దోహదం చేస్తుంది. రంధ్ర గోడలో అమర్చబడిన అధిక మాడ్యులస్ కార్బన్ ఫైబర్ కంప్రెషన్ లోడ్‌లో రంధ్ర గోడ యొక్క వైకల్యాన్ని పరిమితం చేస్తుంది మరియు లోడ్-బేరింగ్ సామర్థ్యాన్ని మెరుగుపరుస్తుంది. ఈ కారకాలన్నీ AFSతో పోలిస్తే అధిక దిగుబడి బలం మరియు శక్తి శోషణ సామర్థ్యాన్ని సాధించడానికి Cf/AFSకి అనుకూలంగా ఉంటాయి.

4. ముగింపులు

ఈ పనిలో ప్యాకింగ్ రోలింగ్ పౌడర్ మెటలర్జీ పద్ధతి ద్వారా Cf/AFS మరియు AFS తయారు చేయబడ్డాయి. Cf/AFS మరియు AFS యొక్క ఫోమింగ్ ప్రవర్తన సింక్రోట్రోన్ రేడియేషన్ ద్వారా డైనమిక్‌గా గమనించబడింది

బబుల్ న్యూక్లియేషన్ మరియు పెరుగుదలపై Cf యొక్క ప్రభావాన్ని పరిశోధించండి. అదనంగా, అల్యూమినియం ఫోమ్‌ల యొక్క రంధ్ర స్వరూపం, రంధ్రాల పంపిణీ మరియు కుదింపు లక్షణాలపై Cf పూర్తిగా విశ్లేషించబడింది. ప్రధాన తీర్మానాలు క్రింది విధంగా ఉన్నాయి:

(1) సిటు పరిశీలనలలోని సింక్రోట్రోన్ రేడియేషన్ Cf/AFS మరియు AFS ఫోమింగ్ ప్రక్రియలు రెండూ మూడు విభిన్న దశలను ప్రదర్శిస్తాయని వెల్లడిస్తున్నాయి: బబుల్ న్యూక్లియేషన్, బబుల్ పెరుగుదల మరియు విలీనం మరియు ఘనీభవనం.

AFSతో పోల్చితే, Cf/AFS యొక్క ఫోమింగ్ ప్రక్రియ అధిక స్థిరత్వం మరియు బబుల్ ఏకరూపతను ప్రదర్శిస్తుంది. AFS రంధ్రాల పరిణామ ప్రక్రియలో అసాధారణంగా పెద్ద మరియు ముతక రంధ్రాలను ఏర్పరుస్తుంది. అదనంగా, అసమానత Cf యొక్క భిన్నమైన న్యూక్లియేషన్ ప్రభావానికి ఆపాదించబడింది, ఇది బుడగ గోడ చీలికను నిరోధిస్తుంది మరియు న్యూక్లియేషన్ రేటును పెంచుతున్నప్పుడు కోలెసెన్స్‌ను తగ్గిస్తుంది.

(2) 0.5 wt.% Cf అదనంగా 2.9 ± 0.2 mm నుండి 1.9 ± 0.1 mm వరకు సమానమైన రంధ్ర వ్యాసాన్ని మెరుగుపరుస్తుంది, ఇది ముతక రంధ్రాల లోపాలను గణనీయంగా తగ్గిస్తుంది. అదే సమయంలో, మైక్రోస్ట్రక్చర్ Cf యొక్క మంచి తేమను వెల్లడిస్తుంది, ఇది రంధ్రాల గోడ మరియు గ్యాస్-సాలిడ్ ఇంటర్‌ఫేస్‌తో పాటు పంపిణీ చేయబడుతుంది, తద్వారా నురుగు స్థిరత్వాన్ని పెంచుతుంది.

(3) AFSతో పోలిస్తే, Cf/AFS యొక్క సంపీడన దిగుబడి బలం మరియు శక్తి శోషణ సామర్థ్యం వరుసగా సుమారు 40.6% మరియు 84.8% పెరిగింది. ఈ అధ్యయనం యొక్క ఫలితాలు ఆటోమోటివ్ మరియు ఏరోస్పేస్ పరిశ్రమల రంగంలో ఇంజనీరింగ్ అనువర్తనాలకు సంభావ్యతను కలిగి ఉన్న మెటలర్జికల్ బాండింగ్ ఇంటర్‌ఫేస్‌లతో అల్యూమినియం ఫోమ్ శాండ్‌విచ్ ప్యానెల్‌లను బలోపేతం చేయడానికి ఆలోచనలను అందించగలవు.

జర్నల్ ఆఫ్ మెటీరియల్స్ రీసెర్చ్ అండ్ టెక్నాలజీ నుండి కథనం