مطالعه خواص مکانیکی مواد تابعی پایه رزینی ساخته شده به روش گریز از مرکز

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 کارشناسی ارشد، مهندسی مکانیک، واحد نجف‌آباد، دانشگاه آزاد اسلامی، نجف‌آباد

2 استادیار، مهندسی مکانیک، واحد نجف‌آباد، دانشگاه آزاد اسلامی، نجف‌آباد

چکیده

به عنوان یک تعریف ساده از مواد با خواص تابعی، مواد کامپوزیتی با ریز ساختار ناهمگن می‌باشند که از دو یا چند جز تشکیل شده‌اند. خواص این مواد از یک سطح به سطح دیگر تغییر می‌کند. روش گریز از مرکز، یکی از روش‌های مفید در ساخت این گونه مواد است که پارامترهای مختلف این فرآیند بر روی شیب توزیع مواد تقویت کننده موثر می‌باشند. در این تحقیق، از پودرهای مس، آهن، کاربید سیلیسیم و آلومینا به عنوان تقویت کننده و از رزین پلی استر، به عنوان ماده پایه استفاده شده است. برای ساخت مواد با خواص تابعی، مواد تقویت کننده با نسبت‌های حجمی مشخص، با رزین مخلوط شده و در قالب چرخان ریخته می‌شود. ذرات با توجه به نیروی گریز از مرکز درون رزین موقعیت‌دهی می‌شوند. عکسبرداری از نمونه‌ها توسط میکروسکوپ نوری انجام گرفته و با استفاده از پردازش تصویر، توزیع ذرات مورد بررسی قرار گرفتند. برای اندازه‌گیری مقاومت مکانیکی قطعات ساخته شده از آزمون خمش سه نقطه‌ای طبق استاندارد ASTM D790 استفاده شد. نتایج نشان می‌دهد که سرعت چرخش قالب یکی از پارامترهای مهم تاثیر گذار بر روی حرکت ذرات تقویت کننده می‌باشد. بطوریکه که افزایش سرعت چرخشی قالب از 250 دور بر دقیقه به 500 دور بر دقیقه، موجب افزایش شیب توزیع مواد تقویت کننده شده است. نتایج حاصل از آزمون خمش بر روی مواد با خواص تابعی مشاهده می‌شود که افزایش استحکام و حجم ذرات تقویت کننده، موجب افزایش استحکام و مدول مواد با خواص تابعی شده است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Study on the mechanical properties of functionally graded material made by centrifugal method

نویسندگان [English]

  • Mohsen Moradi 1
  • Masoud Farahnakian 2
1 Department of Mechanical Engineering, Najafabad Branch, Islamic Azad University, Najafabad, Iran
2 Department of Mechanical Engineering, Najafabad Branch, Islamic Azad University, Najafabad, Iran
چکیده [English]

A simple definition of functional graded material (FGM) includes composite with inhomogeneous micro-structure that made by at least two components. The properties of FGMs vary along the the material thickness. The centrifugal procedure is a useful method to fabricate a FGM material. Different parameters of centrifugal method effect on the distribution of the reinforcement material. In this study, copper, iron, SiC and alumina powders were used as reinforcements and a polyester resin employed as the matrix. In manufacturing process of mentioned materials, powders with specific volumetric ratio, mixed with the resin and poured into the rotary mold. By attention to centrifugal force, powder paricles found specific position in the resin. Captured images from the surface of fabricated FGM tubes and distribution of particles were analysed by image processing. Three point bending tests were used to measure the strength of material according to ASTM D790 standard. The results showed that the rotational speed of mold is the most effective parameter on the distribution of reinforcement particles. Therefore, by increasing the speed from 250 to 500 rpm, slope of distribution of reinforcement particles increased. The results of the bending test showed that employment of reinforcement particles with more strength and volume led to increase the strength and module of fabricated FGMs.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Functional graded material
  • Centrifugal method
  • image processing
  • Flexural Strength