نشریه علمی پژوهشی مواد پیشرفته در مهندسی

---

هدف اصلی از انجام این تحقیق، ارزیابی اثر نانوذرات کربنات کلسیم (CaCO3) بر مقاومت به نفوذ فرورونده نانو کامپوزیت زمینه پلی اتیلن(PE) حین آزمون فروروی بوده است. نتایج آزمایشات نشان دادند که با افزایش نانو ذرات کربنات کلسیم تا 5 درصد وزنی در نمونه ها، مقاومت در برابر نفوذ فرورونده در ماده افزایش یافت. اما، با افزایش مقدار کربنات کلسیم به بیش از 5 درصد وزنی، احتمال آگلومره شدن آنها افزایش یافته و درنتیجه، مقاومت ماده در برابر نفوذ فرورونده کاهش می یابد. ناحیه تغییرشکل مومسان تشکیل شده در اطراف سوراخ ناشی از نفوذ فرورونده، با افزایش درصد وزنی نانو ذرات پرکننده تا 5/7 درصد وزنی، افزایش یافت. با افزایش درصد وزنی کربنات کلسیم به بیش از 5 درصد در نمونه‌ها، مقاومت در برابر فروروی کاهش یافته و در اطراف نواحی نفوذ فرورونده ترک ایجاد می‌شود. برای بررسی مکانیزم شکست در نمونه‌های نانوکامپوزیتی از میکروسکوپ الکترونی روبشی استفاده شد. تصاویر مربوط به سطح شکست حاکی از آگلومره شدن نانوذرات کربنات کلسیم در نمونه‌های با بیش از 5 درصد وزنی و جوانه زنی ترک در آنها می‌باشند. همین امر سبب کاهش مقاومت در برابر نفوذ فرورونده در نمونه‌های با مقادیر بالای کربنات کلسیم می‌شوند.

---

در این پژوهش فوم­ های آلومینیومی AA356 با مقادیر مختلف از ذرات سیلیسیم کاربید (SiC) به ‌عنوان عامل تقویت­ کننده و پایدارساز و پودر کلسیم کربنات (CaCO₃) به‌عنوان عامل فوم­ ساز با استفاده از روش فوم­ سازی مستقیم مذاب تولید شد. چگالی محصولات فومی بین 38/0 تا 68/0 گرم بر سانتی‌متر مکعب اندازه‌گیری شد. پس از آن ریزساختار و خواص فشاری فوم­ های کامپوزیتی AA356/SiC_p تولید شده بررسی شد. ارتباط بین تنش مسطح، چگالی، درصد وزنی CaCO₃ و کسر حجمی ذرات SiC با قطر متوسط ثابت نیز مورد ارزیابی قرار گرفت. مشخص شد که منحنی تنش-کرنش فشاری محصولات یکنواخت نیست و ظاهری دندان ه­ای دارد. از سوی دیگر نشان داده شد که در یک چگالی ثابت، تنش مسـطح با افزایش محتـوای ذرات SiC و کاهـش مقدار پودر CaCO₃ مصرفی، افزایش می­یابد.