প্রচলিত অ্যালুমিনিয়াম ফোম স্যান্ডউইচ প্যানেলের তুলনায় তামা-জমাযুক্ত কার্বন ফাইবার অ্যালুমিনিয়াম ফোম স্যান্ডউইচ প্যানেলের কার্যকারিতা বৈশিষ্ট্য

অ্যালুমিনিয়াম ফোম স্যান্ডউইচ(AFS) প্যানেলগুলির কাঠামোগত এবং কার্যকরী বৈশিষ্ট্যগুলির সমন্বয় রয়েছে যেমন কম ঘনত্ব, উচ্চ নির্দিষ্ট শক্তি, অনুকূল শক্তি শোষণ, স্যাঁতসেঁতে ক্ষমতা এবং ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক শিল্ডিং। এই চমৎকার বৈশিষ্ট্যগুলি এএফএসকে মহাকাশ, পরিবহন এবং সামুদ্রিক ক্ষেত্রগুলিতে দুর্দান্ত সম্ভাবনা তৈরি করে। সবেমাত্র ধাতব ফোমের সাথে তুলনা করে, AFS-এর বাইরের ধাতব প্লেটগুলি কার্যকরভাবে ফেনাকে সিল করতে পারে এবং এর ব্যাপক যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্যগুলিকে উন্নত করতে পারে, যেমন প্রসার্য এবং নমন শক্তি। সাধারণত, AFS আঠালো বন্ধন পদ্ধতি দ্বারা গড়া হয়, যা ইপোক্সি রজন আঠালো ব্যবহার করে কঠিন ধাতব প্যানেলে অ্যালুমিনিয়াম ফেনা সংযুক্ত করে।

যদিও আঠালো বন্ধন পদ্ধতি কার্যকরভাবে স্ট্রাকচারাল স্যাঁতসেঁতে বাড়ায়, এটি সীমাবদ্ধতার সাথে রয়েছে, যার মধ্যে রয়েছে পুনর্ব্যবহারযোগ্য চ্যালেঞ্জ এবং উচ্চ-তাপমাত্রা বা ক্ষয়কারী অবস্থার অধীনে ডিলামিনেশন ব্যর্থতার জন্য সংবেদনশীলতা। এই সীমাবদ্ধতাগুলি মোকাবেলা করার জন্য, প্যানেল এবং মূল স্তরের মধ্যে ধাতুবিদ্যার বন্ধন অর্জনের জন্য ব্যাপক গবেষণা প্রচেষ্টা নিবেদিত হয়েছে।

বর্তমানে, ধাতব বন্ধন অর্জনের লক্ষ্যে AFS-এর প্রধান প্রস্তুতির পদ্ধতিগুলিকে সাধারণত তিনটি বিভাগে শ্রেণীবদ্ধ করা হয়: ওয়েল্ডিং, মেল্ট ফোমিং এবং প্যাকিং রোলিং পাউডার ধাতুবিদ্যা পদ্ধতি। এই পদ্ধতিগুলির মধ্যে, প্যাকিং রোলিং পাউডার ধাতুবিদ্যা পদ্ধতিটি ছিদ্র গঠন নিয়ন্ত্রণ এবং নিম্ন-তাপমাত্রা ফোমিং অর্জনের জন্য উচ্চতর হিসাবে বিবেচিত হয়। আমাদের পূর্ববর্তী কাজ শিল্প অ্যাপ্লিকেশনের জন্য আরও ভাল সম্প্রসারণ বৈশিষ্ট্য এবং সেলুলার কাঠামো সহ বড় আকারের AFS তৈরি করতে এই প্রযুক্তি নিযুক্ত করেছিল।

যাইহোক, ফোম কোরের তুলনামূলকভাবে কম কম্প্রেসিভ যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্যের কারণে, AFS-এর যান্ত্রিক শক্তির উন্নতি সীমিত, তাই ফোম কোরের শক্তির আরও উন্নতি AFS-এর জন্য অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ।

তারিখ থেকে, সাধারণ পদ্ধতির কম্প্রেসিভ যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্যগুলিকে উন্নত করার জন্য রিপোর্ট করা হয়েছেঅ্যালুমিনিয়াম ফেনানিম্নরূপ: পৃষ্ঠ চিকিত্সা, তাপ চিকিত্সা, এবং কণা, ফাইবার, সংকর উপাদান, ইত্যাদি যোগ করে শক্তিবৃদ্ধি। এর মধ্যে, কম ঘনত্ব সহ ছোট কার্বন ফাইবার, উচ্চ স্থিতিস্থাপক মডুলাস এবং বৃহৎ আকৃতির অনুপাত প্রতিশ্রুতিবদ্ধ শক্তিশালীকরণ উপকরণ হিসাবে ব্যাপক মনোযোগ আকর্ষণ করেছে। তদুপরি, কার্বন তন্তুগুলির পৃষ্ঠের ধাতবকরণ, ইলেক্ট্রোপ্লেটিং বা রাসায়নিক প্রলেপ যেমন কপার প্লেটিং বা নিকেল প্লেটিং দ্বারা, অ্যালুমিনিয়াম গলিত কার্বন ফাইবারগুলির আর্দ্রতাকে আরও উন্নত করে এবং কার্বন ফাইবার এবং অ্যালুমিনিয়াম গলনের মধ্যে ক্ষতিকারক ইন্টারফেসিয়াল প্রতিক্রিয়া এড়ায়। শর্ট কার্বন ফাইবার এখন ব্যাপকভাবে অ্যালুমিনিয়াম ম্যাট্রিক্স কম্পোজিটকে শক্তিশালী করতে ব্যবহৃত হয়।

ভব সিংগেতাল। প্রস্তুত তামা-প্রলিপ্ত কার্বন ফাইবারগুলি ঢালাই পদ্ধতিতে অ্যালুমিনিয়াম ম্যাট্রিক্স কম্পোজিটগুলিকে শক্তিশালী করে। মিউটাল। বানোয়াট অ্যালুমিনিয়াম ম্যাট্রিক্স কম্পোজিট দুই-রোল ঢালাই পদ্ধতি ব্যবহার করে নিকেল-কোটেড কার্বন ফাইবার দিয়ে শক্তিশালী করা হয়। ফলাফলগুলি কার্বন ফাইবার যুক্ত করার সাথে কম্পোজিটগুলির প্রসার্য শক্তিতে একটি উল্লেখযোগ্য বর্ধন প্রদর্শন করেছে। যাইহোক, সীমিত গবেষণা পরিচালিত হয়েছেঅ্যালুমিনিয়াম ফেনা চাঙ্গাতামা-প্রলিপ্ত কার্বন ফাইবার সহ। ক্যাওটাল। প্রথম প্রস্তুত করা তামা-লেপা কার্বন ফাইবারগুলি গলিত ফোমিং পদ্ধতির মাধ্যমে অ্যালুমিনিয়াম ফোমকে শক্তিশালী করে। ফলাফলগুলি দেখায় যে Cf এর 0.35 ভলিউম% তরল ফিল্ম ফেটে যাওয়া রোধ করে অ্যালুমিনিয়াম ফেনাকে স্থিতিশীল করতে পারে এবং ফোমে যত বেশি পরিমাণ ফাইবার যুক্ত হবে তত বেশি স্থিতিশীল। মিউটাল। দেখায় যে গলিত ফোমিং পদ্ধতি দ্বারা প্রস্তুত অ্যালুমিনিয়াম ফোমের স্যাঁতসেঁতে বৈশিষ্ট্যগুলি সিএফ যুক্ত করার সাথে উল্লেখযোগ্যভাবে উন্নত হয়েছিল।

তদনুসারে, এটি উপসংহারে পৌঁছানো যেতে পারে যে সিএফ সংযোজন একই সাথে ফোমিং স্থিতিশীলতা এবং যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্যগুলিকে উন্নত করার জন্য একটি কার্যকর কৌশল হতে পারে।অ্যালুমিনিয়াম ফোম. তদ্ব্যতীত, পাউডার ধাতুবিদ্যা পদ্ধতির মাধ্যমে প্রস্তুত করা তামা-ধাতুপট্টাবৃত কার্বন ফাইবার চাঙ্গা অ্যালুমিনিয়াম ফোম স্যান্ডউইচ প্যানেলগুলির বিষয়ে কোনও রিপোর্ট নেই, যা গবেষকদের এই ক্ষেত্রে আরও গভীরভাবে অধ্যয়ন করতে অনুপ্রাণিত করে।

নিউক্লিয়েশন মেকানিজম এবং স্থিতিশীলতার উপর অসংখ্য গবেষণা করা হয়েছেঅ্যালুমিনিয়াম ফোমপুনর্বহাল পর্যায়গুলি যোগ করার সাথে। ছিদ্র সংখ্যা এবং ছিদ্র আকারবিদ্যা মধ্যে পার্থক্য,

যেমন আকার, বন্টন, এবং আকৃতি, সাধারণত নিউক্লিয়েশন প্রক্রিয়া এবং স্থিতিশীলতার জন্য দায়ী করা হয়। পাউডার ধাতুবিদ্যা সিস্টেমে ভিন্নধর্মী নিউক্লিয়েশন প্রভাব এবং অক্সাইড নেটওয়ার্ক স্থিতিশীলকরণ প্রক্রিয়া সম্পূর্ণরূপে তদন্ত করা হয়েছে। এই কাগজে ব্যবহৃত Al–Si–Mg–Cu সমন্বিত কোয়াটারনারি অ্যালয় পাউডারগুলি 507 ◦C এর কঠিন তাপমাত্রা এবং 596 ◦C এর তরল তাপমাত্রা সহ ব্যতিক্রমী প্রসারণের হার এবং কম ফোমিং তাপমাত্রা প্রদর্শন করেছে। তা সত্ত্বেও, এই বিশেষ খাদ সংমিশ্রণ ধারণকারী পাউডার কমপ্যাক্টগুলির নিউক্লিয়েশন প্রক্রিয়া, স্থিতিশীলতা এবং সংকোচনমূলক যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্য সম্পর্কিত গবেষণার অভাব রয়েছে, বিশেষ করে যখন Cf অন্তর্ভুক্ত করা হয়। পূর্ববর্তী কাজগুলিতে, নিউক্লিয়েশন এবং স্থিতিশীলকরণ প্রক্রিয়াগুলির তদন্ত প্রাথমিকভাবে নন-ইন সিটু পদ্ধতির মাধ্যমে পরিচালিত হয়েছিল, যার মধ্যে নমুনাগুলির টমোগ্রাফিক বিশ্লেষণ জড়িত ছিল যা ফোমিং বাধার পরে দ্রুত শীতল হয়েছিল। দুর্ভাগ্যবশত, সাবমাইক্রন বুদ্বুদ নিউক্লিয়েশন প্রাথমিকভাবে পূর্ববর্তী উত্তাপের সময় ঘটে এবং 100 ms থেকে 1 সেকেন্ড পর্যন্ত সময়ের ব্যবধানে দ্রুত প্রসারিত হয়, প্রায়ই বাস্তব-সময় পর্যবেক্ষণের জন্য চ্যালেঞ্জ উপস্থাপন করে। আধুনিক সিনক্রোট্রন রেডিয়েশন এক্স-রে ইমেজিং টেকনিক উচ্চ শক্তি এবং স্প্যাটিওটেম্পোরাল রেজোলিউশন ধারণ করে, যা উচ্চ তাপমাত্রায় অ্যালুমিনিয়াম ফোমের নিউক্লিয়েশন এবং বৃদ্ধির প্রক্রিয়ার সিটু পর্যবেক্ষণে বাস্তব সময়ের জন্য অনুমতি দেয়। বর্তমানে, শুধুমাত্র সীমিত গবেষকরা সিঙ্ক্রোট্রন বিকিরণ দ্বারা আল-সি-এমজি অ্যালয় পাউডারের ফোমিং গতিবিদ্যা অন্বেষণ করেছেন। উদাহরণস্বরূপ, গার্সিয়া-মোরেনোটাল। নিউক্লিয়েশন এবং বৃদ্ধি, বুদ্বুদ পুনর্বিন্যাস, তরল প্রত্যাহার, সমষ্টি এবং ফিল্ম ফেটে যাওয়া সহ তরল অ্যালুমিনিয়াম ফোমে উল্লেখযোগ্য গতিশীল ঘটনা রিপোর্ট করা হয়েছে। কাম এট আল। সিনক্রোট্রন বিকিরণ দ্বারা AlSi8Mg4 অ্যালুমিনিয়াম ফোমের নিউক্লিয়েশন এবং বৃদ্ধি প্রক্রিয়া অধ্যয়ন করেছে। তাদের অনুসন্ধানগুলি ইঙ্গিত দেয় যে ধাতব পাউডারের পৃষ্ঠে শোষণের পচনের মাধ্যমে উত্পন্ন হাইড্রোজেন আরেকটি উল্লেখযোগ্য নিউক্লিয়েশন প্রক্রিয়া উপস্থাপন করে। তবুও, পূর্ববর্তী উপাদানগুলির মধ্যে মিথস্ক্রিয়া জটিল, এবং ফোমিংয়ের গতিশীলতা তাদের রচনা দ্বারা প্রভাবিত হতে পারে। Al-Si-Cu-Mg পাউডার সিস্টেম এবং যোগ করা Cf সহ Al-Si-Cu-Mg পাউডার সিস্টেম উভয়ের জন্য, বৈশিষ্ট্যগুলি উন্নত করার জন্য ফোমের আরও কাঠামোগত বিকাশের জন্য ধাতব ফোমের সূচনা এবং বৃদ্ধি বোঝা এবং অন্বেষণ করা অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ। অ্যাপ্লিকেশনের জন্য।

এই কাজে, Cf/AFS এবং AFS ধাতুবিদ্যা ইন্টারফেসিয়াল বন্ধন সহ প্যাকিং রোলিং পাউডার ধাতুবিদ্যা পদ্ধতি দ্বারা প্রস্তুত করা হয়েছিল। Cf/AFS এবং AFS-এর বুদবুদের বিবর্তন সিনক্রোট্রন রেডিয়েশন দ্বারা সিটুতে পর্যবেক্ষণ করা হয়েছিল যাতে বুদবুদের নিউক্লিয়েশন, বৃদ্ধি এবং একীভূতকরণ এবং স্থিতিশীলতার উপর Cf-এর প্রক্রিয়া প্রকাশ করা হয়। এছাড়াও, Cf/AFS এবং AFS একটি চেম্বার চুল্লিতে 15 মিনিটের জন্য 620 ◦C তাপমাত্রায় ফোম করা হয়েছিল। পরবর্তীকালে, ফোমযুক্ত নমুনাগুলির ছিদ্র আকারের বিতরণ, ছিদ্র মাইক্রোস্ট্রাকচার এবং সংকোচনকারী যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্যগুলি চিহ্নিত এবং পরীক্ষা করা হয়েছিল। উপরে উল্লিখিত গবেষণার উপর ভিত্তি করে, Cf/AFS এবং AFS এর গঠন এবং সংকোচনের শক্তি পদ্ধতিগতভাবে মূল্যায়ন করা হয়েছিল।

2. উপকরণ এবং পদ্ধতি

2.1। কাঁচামাল

AFS এবং Cf/AFS প্রস্তুত করার জন্য ছয়টি কাঁচামাল ব্যবহার করা হয়েছিল: আল পাউডার (গড় আকার: 45 μm, বিশুদ্ধতা > 99.70%), Si পাউডার (গড় আকার: 38 μm, বিশুদ্ধতা > 99.50%), Cu পাউডার (গড় আকার: 38 μm, বিশুদ্ধতা >99.90%), Mg পাউডার (গড় আকার: 75 μm, বিশুদ্ধতা >99.70%), TiH2 পাউডার (গড় আকার: 45 μm, বিশুদ্ধতা > 99.70%), এবং তামা-লেপা কার্বন ফাইবার (গড় আকার: 1～2 মিমি, তামা-লেপা পুরুত্ব: 1.4 μm)।

2.2। Cf/AFS এর বানোয়াট

প্যাকিং ঘূর্ণায়মান পাউডার ধাতুবিদ্যা পদ্ধতির পরিকল্পিত চিত্রিত করা হয়েছেচিত্র 1. মিশ্রণের পর্যায়ে, কোয়াটারনারি অ্যালয় AlSi6Mg4Cu4 পাউডার প্রস্তুত করা হয়েছিল, যথাক্রমে 86 wt%, 6 wt%, 4 wt% এবং 4 wt% অনুপাতে Al, Si, Cu এবং Mg এর গুঁড়ো। 1 wt% অক্সিডাইজড TiH2 পাউডার (470 ◦C তাপমাত্রায় 1.5 ঘন্টার জন্য বাতাসে তাপ চিকিত্সা) একটি ব্লোয়িং এজেন্ট হিসাবে যোগ করা হয়েছিল যা গলে যাওয়া তাপমাত্রায় দ্রুত H2 ছেড়ে দেয় যা গলে যায়। অতিরিক্তভাবে, 0.5 wt% কার্বন ফাইবারগুলিকে শক্তিশালীকরণ পর্যায় হিসাবে অন্তর্ভুক্ত করা হয়েছিল। উল্লেখযোগ্যভাবে, ফোমিংয়ের সময় ফাইবার-অ্যালুমিনিয়াম গলিত ইন্টারফেসে আর্দ্রতা বাড়াতে এবং ক্ষতিকারক প্রতিক্রিয়া প্রতিরোধ করার জন্য, কার্বন ফাইবারগুলি ইলেক্ট্রোপ্লেটিং এর মাধ্যমে তামা-প্রলিপ্ত ছিল। ইলেক্ট্রোপ্লেটিং প্রক্রিয়াটি রেফসে বর্ণিত হয়েছিল।চিত্র 2ইলেক্ট্রোলেস কলাই প্রক্রিয়া দ্বারা প্রাপ্ত তামা-লেপা কার্বন ফাইবার দেখায়। আবরণে ফাইবার পৃষ্ঠের অভিন্ন এবং অবিচ্ছিন্ন কভারেজ রয়েছে(চিত্র 2(a)-(b)). পরবর্তীকালে, এই গবেষণায় ব্যবহৃত বিভিন্ন খাদ রচনাগুলি 3 ঘন্টার জন্য একটি ত্রিমাত্রিক মিক্সারে Cf এর সাথে এবং ছাড়াই পূর্বোক্ত পাউডারগুলিকে পুঙ্খানুপুঙ্খভাবে মিশ্রিত করে প্রস্তুত করা হয়েছিল। অভিন্নভাবে মিশ্রিত পাউডার একটি সিল করা গহ্বরের মধ্যে আবদ্ধ করা হয়, তারপরে ঠান্ডা এবং গরম ঘূর্ণায়মান পদ্ধতিগুলি অনুসরণ করা হয়।

ঠাণ্ডা ঘূর্ণায়মান পর্যায় কার্যকরভাবে গহ্বর এবং কণার মধ্যে আন্তঃস্থায়ী স্থানগুলি থেকে একাধিক পাস এবং ছোট বিষণ্নতার একটি সিরিজের মাধ্যমে বায়ুকে সরিয়ে দেয়। হট রোলিং স্টেজ নিশ্চিত করে যে অগ্রদূত প্যানেল এবং পাউডারের সহ-বিকৃতির মাধ্যমে 98% এর বেশি আপেক্ষিক ঘনত্ব অর্জন করে, যা পরবর্তী ফোমিং প্রক্রিয়াটিকে সহজতর করে। বিস্তারিত ঘূর্ণায়মান প্রক্রিয়া পরামিতি Refs বর্ণনা করা হয়. AFS এবং Cf/AFS ফোমযোগ্য অগ্রদূত পূর্বোক্ত প্রক্রিয়ার মাধ্যমে প্রাপ্ত হয়। শেষ পর্যন্ত, Cf/AFS এবং AFS নমুনা তৈরির জন্য উভয় ফোমযোগ্য অগ্রদূতকে 15 মিনিটের জন্য 620 ◦C তাপমাত্রায় উত্তপ্ত করা হয়েছিল, যেগুলি ছিদ্র আকার বিশ্লেষণ, মাইক্রোস্ট্রাকচারাল বৈশিষ্ট্য এবং সংকোচনমূলক যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্য পরীক্ষার জন্য ব্যবহৃত হয়েছিল।

2.3। বৈশিষ্ট্য এবং পরীক্ষা পদ্ধতি

2.3.1। মাইক্রোস্ট্রাকচারাল বৈশিষ্ট্য

ফিল্ড এমিশন স্ক্যানিং ইলেক্ট্রন মাইক্রোস্কোপি (এসইএম, জিস আল্ট্রা প্লাস) দ্বারা সিএফ/এএফএস এবং এএফএস-এর মাইক্রোস্ট্রাকচার আকারবিদ্যা তদন্ত করা হয়েছিল। এনার্জি ডিসপারসিভ স্পেকট্রোস্কোপি (EDS) ফোমযুক্ত নমুনার কোষের দেয়ালে বিভিন্ন পর্যায়ের গঠন সনাক্ত করতে ব্যবহৃত হয়েছিল। ইলেক্ট্রো-ডিসচার্জিং মেশিন (EDM, DK7745) ব্যবহার করে ফোমযুক্ত নমুনাগুলি কেটে নমুনার অনুদৈর্ঘ্য বিভাগগুলি প্রাপ্ত হয়েছিল। এর পরে, নমুনার অনুদৈর্ঘ্য বিভাগগুলিকে পেইন্ট দিয়ে প্রলেপ দেওয়া হয়েছিল এবং তারপরে যথাক্রমে 800-গ্রিট এবং 1500-গ্রিট স্যান্ডপেপার ব্যবহার করে স্যান্ড এবং পালিশ করা হয়েছিল। শেষ পর্যন্ত, পালিশ নমুনা ক্রস-সেকশনের সমতুল্য সেল ব্যাস (Dmean) চিত্র বিশ্লেষণ সফ্টওয়্যার, ইমেজ প্রো প্লাস 6.0 ব্যবহার করে নির্ধারণ করা হয়েছিল।

চিত্র 1।প্যাকিং রোলিং পাউডার ধাতুবিদ্যা পদ্ধতির পরিকল্পিত।

চিত্র 2।(a) তামা-কোটেড কার্বন ফাইবারগুলির SEM চিত্রগুলি, এবং (b) (a) মধ্যে একটি লাল বর্গ দ্বারা চিহ্নিত অঞ্চলের একটি বিবর্ধিত দৃশ্য দেখায়। চিত্র (c) এবং (d) হল (b) এ বিন্দু A এর EDS ফলাফল।

চিত্র 3।সিঙ্ক্রোট্রন বিকিরণ পরীক্ষা সেটআপের পরিকল্পিত চিত্র।

2.3.2। সিনক্রোট্রন বিকিরণ দ্বারা ইন-সিটু ফোমিং পর্যবেক্ষণ

সিনক্রোট্রন বিকিরণ পরীক্ষা সেটআপের পরিকল্পিত চিত্রটি স্কেচ করা হয়েছেচিত্র 3. পরীক্ষাগুলি বেইজিং সিনক্রোট্রন রেডিয়েশন ফ্যাসিলিটি (বিএসআরএফ, বেইজিং ইনস্টিটিউট অফ হাই এনার্জি ফিজিক্স, চাইনিজ একাডেমি অফ সায়েন্সেস, চীন) এর বিমলাইন 4W1A এ পরিচালিত হয়েছিল। প্রচলিত শোষণ-কনট্রাস্ট ইমেজিংয়ের বিপরীতে, এই কাগজটি সিঙ্ক্রোট্রন রেডিয়েশন লাইট সোর্সের সাথে ফেজ-কনট্রাস্ট ইমেজিং ব্যবহার করে। এই পদ্ধতিটি ঐতিহ্যগত শোষণ ইমেজিংয়ের সীমাবদ্ধতাগুলিকে সম্বোধন করে, যা দুর্বলভাবে শোষণকারী পদার্থগুলিকে কল্পনা করার জন্য অকার্যকর। নমুনাগুলির ফোমিং প্রক্রিয়াটি একটি কাস্টম ডিজাইন করা ফোমিং ফার্নেসের মধ্যে সম্পাদিত হয়েছিল, যেখানে এক্স-রে রশ্মির দিকে লম্বভাবে 15 মিমি বাই 15 মিমি বর্গাকার উইন্ডো রয়েছে। নমুনার আকার, যেমন চিত্র 3-এ দেখানো হয়েছে, পরিমাপ 15 মিমি × 15 মিমি × 2 মিমি। নমুনাটি একটি ফোমিং ছাঁচে স্থাপন করা হয় যাতে একটি নির্দিষ্ট সংখ্যক সিরামিক শীট থাকে। ফোমিং প্রক্রিয়া জুড়ে, এক্স-রে নমুনার মধ্য দিয়ে যেতে পারে এবং একটি চার্জ-কাপল্ড ডিভাইস (সিসিডি) ক্যামেরা দ্বারা বন্দী হয়। নির্বাচিত এক্স-রে উৎসটি 20 Kev এর তীব্রতায় পরিচালিত হয় এবং পুরো ফোমিং প্রক্রিয়ার ব্যাপক পর্যবেক্ষণ সক্ষম করার জন্য সর্বাধিক 7.4 মিমি × 7.4 মিমি মাপ ব্যবহার করা হয়েছিল।

এটি লক্ষণীয় যে পর্যবেক্ষণ করা নমুনাগুলি ঘূর্ণায়মান দিক এবং স্পর্শক দিক উভয়ের সাথে লম্বভাবে অবস্থান করা হয়েছিল। 0.5 wt% Cf এবং 0.5 wt% Cf নেই এমন উভয় পূর্বসূরই EDM ব্যবহার করে নমুনার উভয় পাশ থেকে তাদের পার্শ্ব প্যানেলগুলি সরিয়ে দিয়েছে। অ্যালুমিনিয়াম ফোমের ফোমিং বৈশিষ্ট্যগুলিতে সিএফ-এর প্রভাব তদন্ত করা হয়েছিল। তদ্ব্যতীত, 620 ◦C এর পূর্বনির্ধারিত তাপমাত্রায় একই গরম করার চুল্লিতে বিভিন্ন কম্পোজিশনের পূর্বসূরকে ফোম করা হয়েছিল।

2.3.3। কম্প্রেশন যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্য পরীক্ষা

সংকোচনের নমুনাগুলিকে 23 মিমি উচ্চতা এবং 20 মিমি ব্যাস সহ নলাকার নমুনাগুলিতে EDM দ্বারা কাটা হয়েছিল এবং আকারের প্রভাব এড়াতে প্রতিটি দিক কমপক্ষে 10টি সম্পূর্ণ ছিদ্র অন্তর্ভুক্ত করার জন্য নিশ্চিত করা হয়েছিল। কোয়াসি-স্ট্যাটিক কম্প্রেশন পরীক্ষাগুলি ISO13314–2011 এবং GB/T31930–2015 মান অনুসরণ করে পরিচালিত হয়েছিল, একটি AG-XPLUS ইলেক্ট্রন ইউনিভার্সাল ম্যাটেরিয়াল টেস্টিং মেশিন ব্যবহার করে সর্বোচ্চ 100 KN লোড ক্ষমতা। প্রতিটি গোষ্ঠীর জন্য তিনটি নমুনা পরীক্ষা করা হয়েছিল, এবং এই কাগজে সংকোচকারী স্ট্রেস-স্ট্রেন কার্ভগুলি তিনটি পরীক্ষিত নমুনা থেকে প্রাপ্ত গড় ফলাফলের প্রতিনিধিত্ব করে। সমস্ত পরীক্ষাগুলি স্থানচ্যুতি নিয়ন্ত্রণের অধীনে সঞ্চালিত হয়েছিল, ঘরের তাপমাত্রায় 2 মিমি/মিনিটের ক্রস-হেড গতি (প্রাথমিক স্ট্রেন রেট 10− 3 s− 1 এর সাথে সম্পর্কিত) বজায় রেখে।

চিত্র 4।Cf/AFS ফোমিং প্রক্রিয়ার সময়-বিকশিত সিঙ্ক্রোট্রন বিকিরণ চিত্র: (ক) 380 ◦C এর t0 মুহুর্তে আনফোমড পূর্বসূর; (b)-(c) পূর্ববর্তী গলনের সময় মৌলিক তামা এবং টাইপ II নিউক্লিয়েশনের দ্রবীভূতকরণ; (d)-(g) ভিন্নধর্মী নিউক্লিয়েশন এবং বুদবুদের বৃদ্ধির প্রক্রিয়া; এবং (h)-(i) বুদবুদ একত্রিত হয় এবং ফেটে যায়।

3. ফলাফল এবং আলোচনা

3.1। সিনক্রোট্রন রেডিয়েশনের অধীনে সিটু ফোমিং আচরণ

3.1.1। Cf/AFS এর ফোম বিবর্তন

চিত্র 4সিএফ/এএফএস-এর ফোমিং প্রক্রিয়া চিত্রিত করে সিঙ্ক্রোট্রন বিকিরণ চিত্রগুলির একটি সিরিজ প্রদর্শন করে। Cf/AFS-এর আসল ছবি(চিত্র 4 (ক))যখন ম্যাট্রিক্স 380 ◦C এ কঠিন অবস্থায় ছিল তখন ক্যাপচার করা হয়েছিল এবং এই সময়টি t0 হিসাবে সেট করা হয়েছিল। পূর্বসূরির অন্যান্য উপাদানের তুলনায়, Cf প্রধানত ধূসর অ্যালুমিনিয়াম সমৃদ্ধ ম্যাট্রিক্সের মধ্যে কালো দেখায়। এটি ফাইবার পৃষ্ঠের উচ্চ তামার সামগ্রীর জন্য দায়ী করা যেতে পারে, যেমন দেখানো হয়েছেচিত্র 2(c)-(d), যার পূর্বসূরীর অন্যান্য উপাদানের তুলনায় সবচেয়ে বড় আপেক্ষিক পারমাণবিক ভর রয়েছে। অধিকন্তু, সিএফ-এর সংখ্যাগরিষ্ঠ অংশকে একত্রে গুচ্ছবদ্ধ না করে বিক্ষিপ্ত এবং পৃথক হতে দেখা যায়, যেমনটি প্রদর্শিত হয়েছেচিত্র 4(ক). এটি বোঝায় যে Cf এর 0.5 wt% যোগ করার সাথে, একটি 3 ঘন্টা আলোড়ন প্রক্রিয়া কার্যকরভাবে বিচ্ছুরণের পছন্দসই অবস্থা অর্জন করতে পারে।

t0+194s এ (যেমন দেখা যায়চিত্র 4(খ), ধূসর অ্যালুমিনিয়াম ম্যাট্রিক্সে (লাল তীর দ্বারা চিহ্নিত) 90 μm থেকে 180 μm পর্যন্ত ব্যাস সহ প্রচুর পরিমাণে সাদা, প্রায় গোলাকার বুদবুদ লক্ষ্য করা যায়। বুদবুদের সংখ্যা 46 সেকেন্ডের মধ্যে বাড়তে থাকে, যেমন দেখানো হয়েছেচিত্র 4(গ). এছাড়াও, ম্যাট্রিক্সে আরেকটি উল্লেখযোগ্য পরিবর্তন ঘটছে তা হল কিছু ছোট বুদবুদ Cf-এর পৃষ্ঠে Cu দ্রবীভূতকরণের (লাল ডটেড বাক্স দ্বারা চিহ্নিত) সূচনা করে গঠনের প্রবণতা দেখায়। এই ঘটনাটি সম্ভবত তামা-ধারণকারী পাউডার কমপ্যাক্টের মধ্যে ঘটতে থাকা টাইপ II নিউক্লিয়েশনের জন্য দায়ী। এটা ব্যাপকভাবে স্বীকৃত যে Cu যোগ করলে সংকর ধাতুর গলিত তাপমাত্রা উল্লেখযোগ্যভাবে কমে যায়। এটি গরম করার প্রক্রিয়া চলাকালীন তামার পাউডার ধারণকারী পাউডার পূর্বসূরিতে পৃথক পাউডার কণার চারপাশে স্থানীয়ভাবে গলে যায়, কম তাপমাত্রায় আল-সি-এমজি-কিউ কোয়াটারনারি ইউটেটিক গলে যায়। চতুর্মুখী ইউটেটিক গলিত পুলটি সংকর ধাতুর একটি দুর্বল অঞ্চল হতে থাকে এবং নিউক্লিয়েশনের প্রবণতা বেশি। ফলস্বরূপ, বুদবুদগুলির নিউক্লিয়েট হওয়ার সম্ভাবনা বেশি থাকে এবং ফাইবার পৃষ্ঠের তামার আবরণের কাছে বৃদ্ধি পায়। তদ্ব্যতীত, এই মুহূর্তে ম্যাট্রিক্সে কম তরল ভগ্নাংশের কারণে TiH2 এর পচন থেকে গ্যাসগুলি সহজেই অ্যালুমিনিয়াম ম্যাট্রিক্সে জমা হতে পারে। টাইপ II নিউক্লিয়েশন কার্যকরভাবে জমে থাকা গ্যাসকে কম তরল ভগ্নাংশের ম্যাট্রিক্সকে আলাদা করে এবং তরলের মাধ্যমে ফাটল ছড়িয়ে দেওয়া এড়াতে পারে, যার ফলে হাইড্রোজেনের পরিমাণ মারাত্মক ক্ষতি হয়।

চিত্র 4(d)দেখায় যে বুদবুদগুলি প্রাথমিকভাবে নিউক্লিয়েট হয় এবং ম্যাট্রিক্স সম্পূর্ণরূপে গলে যাওয়ার সাথে সাথে Cf অঞ্চলে বৃদ্ধি পায় এবং বুদবুদের অবস্থানগুলি অদৃশ্য হয়ে যাওয়া তামা-প্রলিপ্ত স্তরের সাথে মিলে যায় (লাল ডটেড বাক্স দ্বারা চিহ্নিত)। এটা সু-প্রতিষ্ঠিত যে গৌণ পর্যায় সংযোজন ভিন্নধর্মী নিউক্লিয়েশন সাইটের সংখ্যা বৃদ্ধি করে, যার ফলে খাদ গলে নতুন বুদবুদ তৈরির জন্য শক্তির বাধা কমে যায়। এদিকে, নিউক্লিয়েশন হার প্রতি ইউনিট আয়তনের মোট ভিন্ন ভিন্ন নিউক্লিয়েশন এলাকার সাথে সম্পর্কিত। ফলস্বরূপ, এটি লক্ষ্য করা যায় যে বুদবুদগুলি প্রাথমিকভাবে যেখানে কার্বন ফাইবার অবস্থিত সেখানে নিউক্লিয়েট হয় এবং কার্বন ফাইবারের দৈর্ঘ্য বরাবর প্রসারিত হয়। গলিত ভগ্নাংশের আরও বৃদ্ধির সাথে, অসংখ্য নতুন বুদবুদ থেকে বের হতে থাকেচিত্র 4(e)-4(g). যাইহোক, বুদবুদগুলির স্থানীয়ভাবে একত্রিত হওয়া এবং ফেটে যাওয়ার হার ধীর, যা নির্দেশ করে যে বুদবুদগুলির উচ্চ স্থিতিশীলতা রয়েছে। t0+426s এ, বুদবুদের সংখ্যা উল্লেখযোগ্যভাবে বৃদ্ধি পায়, এবং

অগ্রদূত ভলিউম বড় সম্প্রসারণ প্রদর্শন করে(চিত্র 4(h)). তদুপরি, কিছু বুদবুদ একত্রিত হওয়ার ঘটনা (লাল তীর দ্বারা চিহ্নিত), যেখানে অস্টওয়াল্ড পরিপক্কতার কারণে ছোট বুদবুদগুলি বড়গুলি দ্বারা শোষিত হয়, ধাতব ফেনাগুলির বিবর্তনের সময় একটি অনিবার্য প্রক্রিয়া [৪০]। এই পরিপক্কতার ঘটনার ফলে অল্প সংখ্যক বড় এবং অনিয়মিত বুদবুদ দেখা যায় (লাল তীর দ্বারা চিহ্নিতচিত্র 4(i))

চিত্র 5।বিভিন্ন পর্যায়ে AFS এর ফোমিং প্রক্রিয়ার সময়-বিকশিত চিত্র: (a) 380 ◦C এর t0 মুহুর্তে গলিত অগ্রদূত; (b) পূর্ববর্তী গলনের সময় মৌলিক তামা এবং টাইপ II নিউক্লিয়েশনের দ্রবীভূতকরণ; (c) বুদবুদের নিউক্লিয়েশন এবং বৃদ্ধির প্রক্রিয়া; এবং (d)-(f) বুদবুদ একত্রিত হয় এবং ফেটে যায়।

3.1.2। AFS এর ফোম বিবর্তন

চিত্র 5 সিঙ্ক্রোট্রন বিকিরণ চিত্রের একটি সিরিজ প্রদর্শন করে যা AFS এর ফোমিং প্রক্রিয়াকে চিত্রিত করে। Cf/AFS-এর মতো, সিনক্রোট্রন রেডিয়েশন সিকোয়েন্সের প্রাথমিক চিত্রটি ধরা হয়েছিল যখন AFS 380 ◦C-তে কঠিন পর্যায়ে ছিল (দেখুনচিত্র 5(ক)) যখন ম্যাট্রিক্স সলিডাস তাপমাত্রার উপরে উত্তপ্ত হয়, তখন ছোট সাদা বুদবুদগুলি দৃশ্যমান হয়চিত্র 5(b) এবং (c), TiH2 এর পচন এবং Cu- সমৃদ্ধ অঞ্চলে টাইপ II নিউক্লিয়েশনের সংঘটনের ফলে। যাইহোক, উত্পন্ন বুদবুদ সংখ্যা এবং তাদের বিতরণ ঘনত্ব মধ্যেচিত্র 5(c)তুলনায় উল্লেখযোগ্যভাবে কমচিত্র 4(গ). এটি পরামর্শ দেয় যে সিএফ/এএফএস নিউক্লিয়েশনের সময় প্রাথমিক গ্যাস নিঃসরণের জন্য আরও চ্যানেল সরবরাহ করে, কম তরল ভগ্নাংশ সহ অ্যালুমিনিয়াম ম্যাট্রিক্সে ফাটলগুলির অত্যধিক গঠন প্রতিরোধ করে।

অল্প সংখ্যক AFS নিউক্লিয়েশন সাইট এবং Cf/AFS এর তুলনায় অস্বাভাবিক বুদ্বুদ বৃদ্ধির উচ্চ সম্ভাবনা লক্ষ্য করা যায়চিত্র 5(d)-(f). AFS বুদবুদগুলির বিবর্তন অনিয়মিত, এবং মাইক্রোমিটার আকারের বুদবুদ এবং অস্বাভাবিকভাবে মিলিমিটার আকারের বড় বুদবুদ (লাল তীর দ্বারা চিহ্নিত) উভয়ের সহাবস্থানের কারণে তাদের আকার ব্যাপক ওঠানামা দেখায়। তদুপরি, প্রাথমিক নিউক্লিয়েশন প্রক্রিয়া চলাকালীন এই অস্থিরতা এবং অসংলগ্নতার ফলে চূড়ান্ত ছিদ্র কাঠামো এবং AFS এবং Cf/AFS এর মধ্যে যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্যগুলিতে উল্লেখযোগ্য পার্থক্য হতে পারে।

3.2। ম্যাক্রোস্ট্রাকচার বিশ্লেষণ

AFS এবং Cf/AFS-এর মধ্যে ম্যাক্রোস্কোপিক পোর মরফোলজি এবং ছিদ্র ব্যাসের পার্থক্যগুলি তদন্ত করতে, দুটি স্যান্ডউইচ কাঠামো পরীক্ষাগারের অবস্থার অধীনে 15 মিনিটের জন্য 620 ◦C ফোমিং তাপমাত্রায় প্রস্তুত করা হয়েছিল। AFS এবং Cf/AFS-এর ম্যাক্রোস্ট্রাকচার এবং কোষের আকার বন্টন দেখানো হয়েছেচিত্র 6. দুটি স্যান্ডউইচ স্ট্রাকচারের নমুনার উল্লম্ব অংশের তুলনা প্রকাশ করে যে Cf/AFS ফোমগুলিতে সূক্ষ্ম কোষ রয়েছে এবং কোষগুলির ফেটে যাওয়া বা একত্রিত হওয়ার মতো কম ত্রুটি রয়েছে (দেখুনচিত্র 6 (খ)) বিপরীতে, যেমন দেখানো হয়েছেচিত্র 6(ক), AFS কিছু অস্বাভাবিকভাবে বড় ছিদ্রের উপস্থিতি সহ দুর্বল ছিদ্র সমজাতীয়তা প্রদর্শন করে। এদিকে, AFS এবং Cf/AFS-এর সমতুল্য ছিদ্র ব্যাস ছিল যথাক্রমে 2.9 ± 0.2 মিমি এবং 1.9 ± 0.1 মিমি, পরামর্শ দেয় যে ছিদ্রের ব্যাস Cf যোগ করার মাধ্যমে আরও পরিমার্জিত হয়েছে (দেখুনচিত্র 6(c) এবং (d))

ছিদ্র কাঠামোর বিবর্তন দুটি প্রতিযোগিতামূলক প্রক্রিয়া দ্বারা প্রভাবিত হয়: TiH2 এর পচন এবং ফেনা একত্রিত হওয়া এবং ফেটে যাওয়া। TiH2 এর পচন নিউক্লিয়েশনের সংখ্যা, ছিদ্রতা এবং প্রসারণের হার বৃদ্ধিতে অবদান রাখে, যখন বুদবুদের একত্রিত হওয়া এবং ফেটে যাওয়া ছিদ্রের সংখ্যা হ্রাস করে এবং ছিদ্রগুলির ব্যাস বৃদ্ধি করে। বুদ্বুদ একত্রিত হওয়া এবং ফেটে যাওয়ার ঘটনা হ্রাস একটি ভাল সেলুলার কাঠামো অর্জনে অবদান রাখে। সুতরাং, ফোমিং প্রক্রিয়া চলাকালীন ছিদ্র কাঠামোর একজাতীয়তা বজায় রাখার জন্য ফোমের উচ্চ স্থায়িত্ব প্রয়োজন। Cf/AFS-এর জন্য, Cf যোগ করা অ্যালুমিনিয়াম গলানোর সাথে তন্তুগুলির ভেজাতাকে ব্যাপকভাবে উন্নত করে। গলিত ফোমিং পদ্ধতির দ্বারা প্রস্তুত রিপোর্টকৃত Cf রিইনফোর্সড অ্যালুমিনিয়াম ফোমের [44] অনুরূপ, Cf সংযোজন অ্যালুমিনিয়াম ফেনাকে স্থিতিশীল করে কোষের প্রাচীর ফেটে যাওয়া এবং জমাট বাঁধা কমিয়ে। এদিকে, Cf কোষের প্রাচীরের মধ্যে একটি জালের মতো কাঠামো তৈরি করতে পারে, যা একটি বিচ্ছেদ শক্তি তৈরি করে এবং বুদবুদ ফেটে যাওয়া প্রতিরোধ করে, এইভাবে, কোষের গঠন, ফোমের স্থায়িত্ব এবং ছিদ্র বিতরণের অভিন্নতা উন্নত করে।

3.3। মাইক্রোস্ট্রাকচারাল বৈশিষ্ট্য

চিত্র 7(ক)AFS দিয়ে ফোম করার পর কোষ প্রাচীরের মাইক্রোস্ট্রাকচার দেখায়। AlSi6Cu4Mg4 অ্যালয় ফোমের জন্য রিপোর্ট করা হয়েছে, ইউটেক্টিক Al–Si, Mg2Si, Al2Cu, এবং Al5Cu2Mg8Si6, খাদের মধ্যে উপস্থিত রয়েছে, যা ইডিএস বিশ্লেষণ থেকে প্রাপ্ত ফলাফলের সাথে একমত।চিত্র 7(খ). এই ভঙ্গুর পর্যায়গুলি ছিদ্রের প্রাচীরকে দুর্বল করে বা বিকৃতির সময় ফাটলের উত্স হিসাবে কাজ করে অ্যালুমিনিয়াম ফোমের যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্যগুলিকে হ্রাস করে। অতএব, পুনর্বহাল পর্যায়গুলি সংযোজনের মাধ্যমে ছিদ্র প্রাচীরের যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্যগুলিকে বাড়ানো একটি কার্যকর এবং কার্যকর কৌশল।

Cf/AFS এর জন্য, এটি থেকে পর্যবেক্ষণ করা যেতে পারেচিত্র 7(গ) এবং (ঘ)যে Cf কোষ প্রাচীরের অভ্যন্তরে বা কোষ প্রাচীরের প্রান্তে বিতরণ করা হয়, এটি নির্দেশ করে যে অ্যালুমিনিয়াম গলানোর সাথে Cf এর চমৎকার ভেজাতা রয়েছে। তদ্ব্যতীত, এটি লক্ষণীয় (পড়ুনচিত্র 7(d)) যে ফাইবার এবং অ্যালুমিনিয়াম গলে যাওয়ার মধ্যে ইন্টারফেসে অল্প পরিমাণে প্রিপিটেটেড ফেজ Al2Cu তৈরি হয়। এই ঘটনাটি ফাইবার এবং ম্যাট্রিক্সের মধ্যে একটি শক্তিশালী বন্ধন অর্জনে অবদান রাখে। এই বিস্তার প্রতিক্রিয়ার অগ্রগতি স্বজ্ঞাতভাবে পর্যবেক্ষণ করা যেতে পারেচিত্র 4(a)-(c). উল্লেখ্য যে, প্রক্ষেপিত পর্যায় সম্পূর্ণরূপে কার্বন ফাইবারকে ঘিরে রাখে না এবং এই বন্টনের অবস্থা এবং পরিমাণ Cf/AFS-এর জন্য উপকারী। Lv et al-এর গবেষণার উপর ভিত্তি করে, Cf চাঙ্গা অ্যালুমিনিয়াম ম্যাট্রিক্স যৌগিক পদার্থের উপর, এটি প্রমাণিত হয়েছিল যে উপযুক্ত পরিমাণ প্রিপিটেটেড ফেজ ইন্টারফেসিয়াল বন্ড শক্তিকে প্রভাবিত ও নিয়ন্ত্রণ করতে পারে।

চিত্র 6।প্রতিনিধি নমুনার উল্লম্ব বিভাগ (a) AFS এবং (b) Cf/AFS। সমতুল্য ব্যাস বনাম এলাকা ভগ্নাংশ প্লট (a) এবং (b) যথাক্রমে (c) এবং (d) এ চিত্রিত করা হয়েছে। (c) এবং (d) এর কঠিন অবিচ্ছিন্ন রেখাটি লগ-স্বাভাবিক ফিট প্রতিনিধিত্ব করে। রিগ্রেশন (R2 ) ফিট এর ভালতা প্রতিনিধিত্ব করে।

চিত্র 7।SEM চিত্রগুলি (a) এবং (b) অনুরূপ মাইক্রোস্ট্রাকচারগুলি দেখায়৷চিত্র 6(a) AFS এবংচিত্র 6(b) Cf/AFS, যথাক্রমে, উপরন্তু,চিত্র 7(b) এবং (d) এর স্থানীয়কৃত বিবর্ধন দেখায়চিত্র 7(a) এবং (c), যথাক্রমে।

3.4। আল-সি-এমজি-কিউ ফেনাকে স্থিতিশীল করার Cf প্রক্রিয়া

উপরে উল্লিখিত বিশ্লেষণের উপর ভিত্তি করে, Cf/AFS এবং AFS-এর জন্য ফোমিং প্রক্রিয়ার একটি পরিকল্পিত উপস্থাপনা এখানে সংক্ষিপ্ত করা হয়েছেচিত্র 8. সিএফ/এএফএস এবং এএফএস-এর মধ্যে উল্লেখযোগ্য পার্থক্য নিউক্লিয়েশন পর্যায়ে, বুদ্বুদ বৃদ্ধি, এবং একত্রীকরণ পর্যায়ে, এবং ধীরে ধীরে দৃঢ়ীকরণ পর্যায়ে, যেমনটি চিত্রিত হয়েছেচিত্র 8(a) এবং (b).

চিত্র 8।Cf/AFS এবং AFS ফোমিং আচরণের পরিকল্পিত চিত্র: (a) Cf/AFS; এবং (খ) AFS।

AlSi6Cu4Mg4 অ্যালয় ফোমের নিউক্লিয়েশন পর্যায়ে, বুদবুদগুলি TiH2 কণার অবস্থানে নিউক্লিয়েট না করে, তামার কণাগুলির চারপাশে থাকা তরল চতুর্মুখী ইউটেক্টিকের মধ্যে নিউক্লিয়েট করার প্রবণতা রাখে। পূর্বসূরীর দুর্বলতম অঞ্চলে এই ধরনের নিউক্লিয়েশন (টাইপ II নিউক্লিয়েশন) TiH2 পচন দ্বারা নির্গত গ্যাসের জন্য আরও পালানোর চ্যানেল সরবরাহ করে, গ্যাসের জমা হওয়া এড়িয়ে যায় এবং অ্যালুমিনিয়াম গলতে ফাটল সৃষ্টি করে। তামা-কোটেড কার্বন ফাইবার যুক্ত করা দৃশ্যত আরও H2 মুক্তির জন্য আরও চ্যানেল তৈরি করে। যাইহোক, যেহেতু এই পর্যায়ে অ্যালুমিনিয়াম গলানোর পর্যাপ্ত তরল ভগ্নাংশ নেই, তাই এই ধরনের ছোট বুদবুদের জন্য H2-এর পর্যাপ্ত উৎস বাড়তে থাকা কঠিন। ফলস্বরূপ, তাপমাত্রা বৃদ্ধির সাথে সাথে এই ছোট বুদবুদগুলি গলে যায়। যখন অগ্রদূত সম্পূর্ণরূপে গলে যায়, তখন TiH2 এর হিংস্র ডিহাইড্রোজেনেশন বিক্রিয়া থেকে মুক্তি পাওয়া H2 নিউক্লিয়েট হবে এবং নিউক্লিয়েশন পয়েন্টের উপর ভিত্তি করে দ্রুত বৃদ্ধি পাবে। সিএফ বুদবুদ তৈরির জন্য অসংখ্য ভিন্নধর্মী নিউক্লিয়েশন সাইট সরবরাহ করে, যা নিউক্লিয়েশন হারকে ব্যাপকভাবে বৃদ্ধি করে। একই সাথে, Cf এর উপস্থিতি কার্যকরভাবে প্রাথমিক বুদবুদের সংস্পর্শ এবং একত্রীকরণকে বাধা দেয় এবং অস্বাভাবিকভাবে বড় বুদবুদের গঠন এড়ায়।

বুদবুদের বৃদ্ধি এবং একত্রীকরণ পর্যায়ে, Cf যোগ করা ফেনার স্থায়িত্বকে উল্লেখযোগ্যভাবে উন্নত করে। কারণ হল যে Cf এবং অ্যালুমিনিয়াম গলানোর ভাল ভেজাতা আছে, এবং ফাইবারগুলি সহজেই দুটি গ্যাস-তরল ইন্টারফেসের মধ্যে আটকা পড়ে একটি নেটওয়ার্ক গঠন তৈরি করতে পারে (যেমন দেখানো হয়েছেচিত্র 7(গ)) যেহেতু তরল ফিল্ম পাতলা হয়, তন্তুগুলি মালভূমির সীমানা থেকে স্তন্যপান প্রতিরোধ করার জন্য একটি বিচ্ছেদ চাপ তৈরি করতে পারে, এইভাবে তরল ফিল্মটিকে ফেটে যাওয়া থেকে বাধা দেয়। তাই Cf/AFS-এর AFS-এর তুলনায় দীর্ঘ ফোমিং সময় প্রয়োজন, উচ্চ স্থায়িত্ব সহ যা ফোমের বিবর্তনের সময় ছিদ্র কাঠামোর অভিন্নতা বজায় রাখতে পারে।

ধীর দৃঢ়ীকরণ পর্যায়ে, Cf/AFS-এ বুদবুদগুলি আর বৃদ্ধি পায় না এবং ফাইবারগুলি কোষ প্রাচীরের মধ্যে এম্বেড করা হয় (লাল ডটেড বাক্স দ্বারা চিহ্নিত)। ফাইবারগুলির এই ধারণটি বড়গুলির দ্বারা ছোট বুদবুদের শোষণকে বাধা দেয়, যেমনটি অস্টওয়াল্ড পরিপক্কতায় দেখা যায় এবং দৃঢ়ীকরণ প্রসারণের কারণে কোষের প্রাচীর ফেটে যাওয়াকে বাধা দেয়। ফলস্বরূপ, Cf/AFS AFS-এর তুলনায় আরও সমজাতীয় ছিদ্র কাঠামো এবং কম ছিদ্র ত্রুটি প্রদর্শন করে।

3.5। যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্য

প্রায় একই পোরোসিটি (যথাক্রমে 83.2% এবং 81.4%) সহ Cf/AFS এবং AFS-এর জন্য কম্প্রেসিভ স্ট্রেস-স্ট্রেন কার্ভগুলি উপস্থাপন করা হয়েছেচিত্র 9(ক). কম্প্রেসিভ স্ট্রেস-স্ট্রেন বক্ররেখা রৈখিক স্থিতিস্থাপক অঞ্চল, মালভূমি অঞ্চল এবং ঘনত্বের অঞ্চল সমন্বিত একটি স্বতন্ত্র থ্রিস্টেজ বৈশিষ্ট্য প্রদর্শন করে। AFS এবং Cf/AFS-এর সংকোচনশীল ফলন শক্তি যথাক্রমে 8.44 MPa এবং 11.87 MPa ছিল। AFS-এর তুলনায় Cf/AFS-এর সংকোচনশীল ফলন শক্তি 40.6% বৃদ্ধি পেয়েছে। এদিকে, Cf/AFS-এর শক্তি শোষণ ক্ষমতা একই স্ট্রেনে AFS-এর তুলনায় ভালো, যেমনটি দেখানো হয়েছেচিত্র 9(খ). AFS এবং Cf/AFS-এর শক্তি শোষণ ক্ষমতা যথাক্রমে প্রায় 3.3 MJ/m3 এবং 6.1 MJ/m3। Cf/AFS-এর শক্তি শোষণ ক্ষমতা AFS-এর তুলনায় 84.8% দ্বারা উন্নত হয়েছে।

চিত্র 9।Cf/AFS এবং AFS এর কম্প্রেসিভ স্ট্রেস-ট্রেন কার্ভ এবং এনার্জি শোষণ ক্ষমতা বক্ররেখা: (ক) কম্প্রেসিভ স্ট্রেস-ট্রেন কার্ভ; (b) শক্তি শোষণ ক্ষমতা বক্ররেখা.

Cf এর অন্তর্ভুক্তি উল্লেখযোগ্যভাবে ফোম কোরের যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্যগুলিকে উন্নত করেছে। এটা সুপরিচিত যে যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্যঅ্যালুমিনিয়াম ফেনাছিদ্র গঠন এবং স্ট্রুট যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্যগুলির সাথে ঘনিষ্ঠভাবে সম্পর্কিত। ম্যাক্রোস্ট্রাকচারাল বিশ্লেষণ ইঙ্গিত দেয় যে Cf সংযোজন ছিদ্রের আকারকে পরিমার্জিত করেছে, ছিদ্রের বিতরণ উন্নত করেছে এবং ছিদ্রের ত্রুটিগুলি হ্রাস করেছে। শশীকুমার এট আল-এর অনুসন্ধানের অনুরূপ। এবং ইয়াঙ্গেটাল। ছোট ছিদ্র ব্যাস এবং সংকীর্ণ ছিদ্র বিতরণ কম্প্রেসিভ শক্তি এবং শক্তি শোষণ দক্ষতা বাড়াতে আরও উপকারী। তদুপরি, ফোমের যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্যগুলিতে মাইক্রোস্ট্রাকচারের প্রভাব প্রধানত ফোমের ছিদ্র দেয়ালে এমবেড করা Cf এর কারণে। অ্যালুমিনিয়াম ম্যাট্রিক্সে কার্বন ফাইবারগুলির তামা-কোটেডের প্রসারণ এবং দ্রবীভূত ফাইবার এবং অ্যালুমিনিয়াম ম্যাট্রিক্সের মধ্যে একটি দৃঢ় আন্তঃমুখী বন্ধন অর্জন করতে পারে, যা লোড স্থানান্তরে অবদান রাখে। ছিদ্র প্রাচীরের মধ্যে উচ্চ মডুলাস কার্বন ফাইবার কম্প্রেশন লোডের অধীনে ছিদ্র প্রাচীরের বিকৃতিকে সীমিত করতে পারে এবং লোড বহন ক্ষমতা উন্নত করতে পারে। এই সমস্ত কারণগুলি AFS-এর তুলনায় উচ্চ ফলন শক্তি এবং শক্তি শোষণ ক্ষমতা অর্জনের জন্য Cf/AFS-এর পক্ষে।

4. উপসংহার

Cf/AFS এবং AFS এই কাজে প্যাকিং রোলিং পাউডার ধাতুবিদ্যা পদ্ধতি দ্বারা প্রস্তুত করা হয়েছিল। সিএফ/এএফএস এবং এএফএস-এর ফোমিং আচরণ সিনক্রোট্রন বিকিরণের মাধ্যমে গতিশীলভাবে পর্যবেক্ষণ করা হয়েছিল

বুদবুদের নিউক্লিয়েশন এবং বৃদ্ধিতে Cf-এর প্রভাব তদন্ত করুন। উপরন্তু, ছিদ্র আকারবিদ্যা, ছিদ্র বিতরণ, এবং অ্যালুমিনিয়াম ফোমের কম্প্রেশন বৈশিষ্ট্যের Cf পুঙ্খানুপুঙ্খভাবে বিশ্লেষণ করা হয়েছিল। প্রধান উপসংহার নিম্নরূপ:

(1) সিটু পর্যবেক্ষণে সিঙ্ক্রোট্রন বিকিরণ প্রকাশ করে যে Cf/ AFS এবং AFS ফোমিং প্রক্রিয়া উভয়ই তিনটি স্বতন্ত্র পর্যায় প্রদর্শন করে: বুদবুদ নিউক্লিয়েশন, বুদ্বুদ বৃদ্ধি এবং একত্রীকরণ, এবং দৃঢ়ীকরণ।

AFS-এর তুলনায়, Cf/AFS-এর ফোমিং প্রক্রিয়া উচ্চতর স্থিতিশীলতা এবং বুদ্বুদ অভিন্নতা প্রদর্শন করে। ছিদ্র বিবর্তন প্রক্রিয়ার সময় AFS অস্বাভাবিকভাবে বড় এবং মোটা ছিদ্র গঠনের প্রবণতা বেশি। অতিরিক্তভাবে, বৈষম্যটি Cf-এর ভিন্নধর্মী নিউক্লিয়েশন প্রভাবকে দায়ী করা হয়, যা বুদবুদ প্রাচীর ফেটে যাওয়া রোধ করে এবং নিউক্লিয়েশন রেট বাড়ার সময় সমন্বিততা হ্রাস করে।

(2) 0.5 wt.% Cf যোগ করা 2.9 ± 0.2 মিমি থেকে 1.9 ± 0.1 মিমি পর্যন্ত সমতুল্য ছিদ্র ব্যাসকে পরিমার্জিত করে, উল্লেখযোগ্যভাবে মোটা ছিদ্র ত্রুটিগুলি হ্রাস করে। একই সাথে, মাইক্রোস্ট্রাকচার Cf এর ভাল ভেজাতা প্রকাশ করে, যা ছিদ্র প্রাচীর এবং গ্যাস-সলিড ইন্টারফেস বরাবর বিতরণ করা হয়, যার ফলে ফোমের স্থিতিশীলতা বৃদ্ধি পায়।

(3) AFS-এর সাথে তুলনা করে, Cf/AFS-এর সংকোচনশীল ফলন শক্তি এবং শক্তি শোষণ ক্ষমতা যথাক্রমে প্রায় 40.6% এবং 84.8% বৃদ্ধি পেয়েছে। এই গবেষণার ফলাফলগুলি ধাতুবিদ্যার বন্ধন ইন্টারফেসের সাথে অ্যালুমিনিয়াম ফোম স্যান্ডউইচ প্যানেলগুলির শক্তিশালীকরণের জন্য ধারণা প্রদান করতে পারে যা স্বয়ংচালিত এবং মহাকাশ শিল্পের ক্ষেত্রে ইঞ্জিনিয়ারিং অ্যাপ্লিকেশনগুলির জন্য সম্ভাবনা রয়েছে।

ম্যাটেরিয়াল রিসার্চ অ্যান্ড টেকনোলজির জার্নাল থেকে প্রবন্ধ