High temperature formability of graphene nanoplatelets-AZ31

composites fabricated by stir-casting method

شکل‌پذیری در دمای بالای کامپوزیت‌های AZ31- نانوپلاکت‌های گرافن

تهیه شده به روش ریخته‌گری گردابی

ABSTRACT

Outstanding mechanical properties of graphene nanoplatelets (GNPs) make them ideal reinforcement for mass production of composites. In this research, the composites were fabricated by stir-casting method. GNPs were added in 1.5 and 3.0 wt.% into Mg–۳wt.% Al–۱wt.% Zn ( AZ 31) magnesium alloy. As cast ingots were preheated for one hour and extruded at 350 °C with extrusion ratio of 5.2:1. As extruded AZ31-GNPs composites were micro-structurally characterized with X-ray diffraction, optical microscopy and scanning electron microscopy. Vickers microhardness of synthesized materials was investigated both in parallel and perpendicular to extrusion directions. Room temperature mechanical testing revealed that with increasing GNP’s content, tensile fracture strain was remarkably increased without significant compromise in tensile strength. Furthermore, as extruded AZ31-3GNPs composites were subjected to tensile testing at temperatures ranging from 75 °C to 300 °C with initial strain rate of 2 *10−۳s−۱ to evaluate high temperature formability of composite. It was found that like CNTs, GNPs also have the potential to sustain tensile strength at high temperatures.

 جهت دانلود رایگان نسخه لاتین این مقاله اینجا کلیک کنید .

چکیده

خواص مکانیکی بسیار مطلوب نانو صفحات گرافن (GNP)، آن‌ها را به یک تقویت‌کننده ایده‌آل در تولید انبوه کامپوزیت‌ها تبدیل کرده‌است. در این پژوهش، کامپوزیت‌ها به روش ریخته‌گری گردابی تهیه شدند. نانوپلاکت‌های گرافن نیز به میزان ۵/۱ و ۳ درصد وزنی به آلیاژ منیزیم (AZ31) با ترکیب Mg-3wt% Al-1 wt.% Zn افزوده شد. شمش‌های ریختگی به مدت ۱ ساعت حرارت داده شده و در دمای C ° ۳۵۰ و با نسبت اکستروژن ۱ :۲/۵ اکسترود شدند. کامپوزیت‌های AZ31-GNP اکسترود شده، با استفاده از پراش اشعه ایکس (XRD)، میکروسکوپ نوری و میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) مورد مطالعه قرار گرفتند. میکروسختی ویکرز این مواد نیز در جهت اکستروژن و عمود بر آن مورد بررسی قرار گرفت. نتایج آزمون مکانیکی در دمای اتاق نشان داد که با افزایش مقدار GNP، کرنش شکست به میزان قابل توجهی افزایش می‌یابد بدون آنکه تغییر قابل ملاحظه‌ای در استحکام کششی نمونه‌ها ایجاد شود. در ادامه، کامپوزیت‌های AZ31-GNP اکسترود شده، در محدوده دمایی ۷۵ تا C ° ۳۰۰ و با نرخ کرنش اولیه s-1 3- 10×۲، تحت آزمون کشش قرار گرفتند تا قابلیت شکل‌پذیری آن‌ها در دماهای بالا بررسی شود. نتایج نشان داد که نانوپلاکت‌های گرافن (GNP) مانند نانولوله‌های کربنی (CNT)، در دماهای بالا از استحکام کششی بسیار خوبی برخوردار هستند.

 جهت دانلود ترجمه تخصصی و فارسی این مقاله می توانید وجه آنرا پرداخت نموده و بلافاصله دریافت نمایید.