نسبت پواسون منفی در آلیاژ حافظه به شکل هاسلر با پایه مس-آلومینیوم-منگنز

Negative Poisson’s ratio in Heusler-type Cu–Al–Mn shape memory alloy

چکیده

نسبت پواسون منفی، به بررسی پدیده انبساط عرضی (جانبی) ماده بر اثر تنش تک محوری می پردازد. در اینجا، نسبت پواسون منفی، که مستقیماً در نتیجه آزمایشات صورت گرفته بر روی تک بلور آلیاژ حافظه دار شکلی هاسلر با پایه مس-9/16آلومینیوم-6/11منگنز (برحسب درصد) مشاهده شد، و خاصیت فوق ارتجاعی این آلیاژ را نشان می-دهیم. هنگامیکه این آلیاژ در مجاورت جهت [110] کشیده شد، در امتداد جهت [1ˉ10] متسع گردید در این حالت نسبت پواسون، منفی و معنادار (51/0-) بود؛ در حالیکه این آلیاژ در امتداد جهت [001] منقبض گردید و نسبت پواسون در این حالت، مثبت و بزرگ (36/1) شد. نتایج این آزمایشات کاملاً با مقادیر بدست آمده از محاسبه ثابت الاستیک و ناهمسانگردی الاستیک مطابقت دارد.

در نتیجه، رفتار نسبت پواسون منفی در تک-بلور آلیاژ حافظه-دار شکلی هاسلر با پایه مس-9/16آلومینیوم-5/11منگنز (برحسب درصد) را مورد آزمون قرار دادیم و بررسی کردیم. نتایج نشان می-دهند وقتی این آلیاژ در امتداد جهت [110] منبسط می-شود بسته به کرنش جانبی آن، نسبت-های پواسون می-توانند از مقادیر مثبت تا مقادیر منفی تغییر نمایند. معمولاً، وقتی کرنش جانبی تک-بلور در امتداد جهت [1ˉ10] رخ دهد نسبت پواسون برابر با 51/0- است؛ وقتی کرنش جانبی تک-بلور در امتداد جهت [001] رخ دهد مقدار نسبت پواسون، مثبت و برابر با 36/1 است؛ و وقتی کرنش جانبی در امتداد جهت [1ˉ11] اتفاق افتد مقدار نسبت پواسون، نزدیک به صفر و برابر با 10/0- می-باشد. مقادیر بدست-آمده از این آزمایش، با مقادیر محاسبه-شده براساس ثابت-های الاستیک و ناهمسانگردی الاستیک، مطابقت دارد. استفاده عملی از آلیاژهای حافظه-دار شکلی با پایه مس-آلومینیوم-منگنز، بخاطر داشتن مزایای بسیار زیاد ازجمله خاصیت فوق-ارتجاعی، تشکیل آسان تک-بلورهای جهت-دار، و نسبت پواسون منفی، امیدوارکننده می-باشد.

Abstract

A negative Poisson’s ratio refers to the phenomenon of a material expanding along the transverse direction upon uniaxial tension. Here, we show a negative Poisson’s ratio observed directly by experiments in a single-crystal Heusler-type Cu–16.9Al–11.6Mn (at%) shape memory alloy, in addition to the alloy’s superelasticity. When stretched along the vicinity of the [110] direction, the alloy expands along the direction, showing a significant negative Poisson’s ratio of −0.51, while shrinking along the [001] direction with a large positive Poisson’s ratio of 1.36. These experimental results agree well with the values calculated from the elastic constants and elastic anisotropy.

In conclusion, we have experimentally studied the NPR behavior in a single-crystal Heusler-type Cu-16.9Al-11.5Mn (at%) shape memory alloy. The results show that when stretched along the vicinity of the [110] direction, the alloy shows Poisson’s ratios ranging from positive to negative depending on the transverse orientation. Typically, the single crystal shows a NPR of −0.51 when the transverse orientation is near the [11¯0] direction, a large positive Poisson’s ratio of 1.36 when the transverse orientation is near the [001] direction, and a near-zero value of −0.10 when the transverse orientation is near the [11¯1] direction. The experimental results are consistent with calculated values using experimentally determined elastic constants as well as the elastic anisotropy. Combined with the superelasticity and easy production of oriented single crystals, the Cu-Al-Mn shape memory alloy is a promising material for practical applications related to the NPR phenomenon.

تصویری از مقاله ترجمه و تایپ شده در نرم افزار ورد

نسبت پواسون منفی در آلیاژ حافظه به شکل هاسلر با پایه مس-آلومینیوم-منگنز

Negative Poisson’s ratio in Heusler-type Cu–Al–Mn shape memory alloy

ارزیابی خواص مکانیکی و ساختار کامپوزیت تقویت شده آلیاژ الومینیوم 1100 با نانوذرات ZrO2 از طریق اتصال نورد تجمعی

Evaluation of Mechanical Properties and Structure of Al-1100 Composite Reinforced with ZrO2 Nanoparticles via Accumulative Roll-Bonding

• برای دانلود رایگان مقاله انگلیسی با فرمت pdf بر روی عنوان انگلیسی مقاله کلیک نمایید.
• برای خرید و دانلود ترجمه فارسی آماده با فرمت ورد، روی عنوان فارسی مقاله کلیک کنید.

تصویری از مقاله ترجمه و تایپ شده در نرم افزار ورد

ویژگی مکانیکی و ساختار کامپوزیت تقویت شده آلیاژ الومینیوم 1100 با نانوذرات ZrO2 از طریق اتصال نورد تجمعی

Evaluation of Mechanical Properties and Structure of Al-1100 Composite Reinforced with ZrO2 Nanoparticles via Accumulative Roll-Bonding

• برای دانلود رایگان مقاله انگلیسی با فرمت pdf بر روی عنوان انگلیسی مقاله کلیک نمایید.
• برای خرید و دانلود ترجمه فارسی آماده با فرمت ورد، روی عنوان فارسی مقاله کلیک کنید.

تولید آلیاژهای آلومینیوم Al-Si به وسیله روش های متالوژی پودر و انجماد سریع

Preparation of Al–Si alloys by a rapid solidification and powder metallurgy route

چکیده

1-مقدمه

2- روش تجربی

3- نتایج و بحث

3-1 مشخصات ریزساختاری

3-2 خواص مکانیکی

3-3 خواص فیزیکی

3-4 تحلیل شکست

4- نتیجه گیری

چکیده

آلیاژهای Al-22-50%Si با فشرده سازی داغ پودرآلیاژ Al-Si اتمیزه شده به وسیله ی گاز ، تولید شده اند . ریزساختارها ، خواص مکانیکی و سطوح شکست آلیاژها به عنوان تابعی از مقدار Si بررسی شدند . تمام آلیاژها به خوبی به صورت ریزساختاری فشرده و بدون تخلخل در آمدند و فاز Si که به طور همگن پراکنده شده بود از لحاظ اندازه تعدیل شد . این آلیاژها دارای سطحی صاف هستند . خواص مکانیکی این آلیاژها با افزایش Si به طور تدریجی بهبود یافت مخصوصا استحکام خمشی . همچنین هم ضریب انبساط حرارتی (CTE) و ضریب هدایت گرمایی آلیاژ همزمان کاهش یافتند . میانگین CTE و هدایت حرارتی آلیاژهای Al-Si به ترتیب (1/K) 6- 10 × 3/11 – 7/18 و W/Mk 145-184 که عملکرد عالی این آلیاژها را نشان می دهد . مدل هایی نظری به منظور پیش بینی CTE و هدایت حرارتی آلیاژ استفاده شدند . همچنین مقاومت حرارتی مرز در فصل مشترک Al و Si محاسبه شد .

4- نتیجه گیری

در این مقاله ، آلیاژهای Al-Si به وسیله ی پرس داغ پودرهای آلیاژی که با گاز اتمیزه شده اند، به دست آمده اند . تاثیرات مقدار Si بر روی ریزساختار ، خواص مکانیکی و فیزیکی و مکانیزم شکست بررسی شده است و نتایج زیر به دست آمده اند: 1) آلیاژهای Al-Si فشرده شده با مقادیر Si بین 22 تا wt%50 با پرس داغ پودرهایی که با گاز اتمیزه شده اند در دانسیته های نسبی بالاتر از 99 درصد به دست می آیند . آلیاژها باید ریزساختاری بدون حفره به همراه فاز ظریف Si که به طور همگن در زمینه Al پراکنده شده است داشته باشند . آلیاژها از فازهای α-Al و ß-Al بدون هیچ واکنشی در فصل مشترک تشکیل شده اند . 2) واکنش آلیاژهای Al-Si در برابر کشش با افزایش مقدار Si به طور فزاینده ای واکنشی ترد است . به علاوه ، استحکام کششی ، استحکام خمشی و مدول یانگ آلیاژها با افزایش مقدار Si به خوبی بهبود می یابند . 3) هدایت حرارتی و CTE مربوط به آلیاژهای Al-Si به همان نسبت که مقدار Si افزایش می یابد ، کاهش می یابند . مدل کرنر و مدل H-J به منظور پیش بینی CTE و هدایت حرارتی آلیاژها به کار می رود ، حتی اگر هنوز بعضی اختلافات وجود داشته باشند . CTE متوسط و هدایت حرارتی آلیاژهای Al-Si حاوی 22تا wt%Si 50 به ترتیب (1/K) 6-10× 3/11-7/18 و w/m.k 145-184 است ، بنابراین آن ها در کاربردهای الکترونیکی بسیار مطلوب هستند . 4) آلیاژهای Al-Si خصوصیات شکست ترد را دارند ، مخصوصا نمونه های با مقدار Si بالا . هیچ گونه گسیختگی در پیوندهای فصل مشترک بین زمینه و تقویت کننده در هیچ کدام از نمونه های کششی شکسته شده مشاهده نشده است .

Abstract

The Al–(22–50 wt.%) Si alloys are prepared by hot pressing of gas atomized Al–Si alloy powder. The microstructures, mechanical properties, physical properties, and fracture surfaces of the alloys are characterized as a function of the Si content. All the alloys are well densified with pore-free microstructure and homogeneously dispersed Si phase that is refined in size and has smooth surface. The mechanical properties of the alloys are improved gradually with increasing Si content, especially the bending strength. However, both the coefficient of thermal expansion (CTE) and thermal conductivity of the alloy decrease at the same time. The average CTE and thermal conductivity of the Al–Si alloys are 18.7–11.3 10−6/K and 184–145 W/m K, respectively, indicating excellent performance of these alloys. Theoretical models are used to predict the CTE and thermal conductivity of the alloys. Moreover, the thermal boundary resistance at the interface of Al and Si is also calculated.

4- Conclusions

In this work, Al–Si alloys were prepared by hot pressing of the gas atomized Al–Si alloy powder. The effects of Si content on the microstructure, mechanical and physical properties, and fracture mechanism were investigated, and the following conclusions were obtained. 1) Dense Al–Si alloys with the Si content of 22–50 wt.% could be obtained by hot pressing of the gas atomized alloy powder, of which the relative densities are higher than 99%. The alloys show a pore-free microstructure with homogeneously dispersed fine Si phase in the Al matrix. The alloys are composed of the α-Al and β-Si phases without any interfacial reactions. 2) The tensile response of the Al–Si alloys becomes increasingly brittle as the Si content increases. Additionally, the tensile strength, bending strength, and Young’s modulus of the alloys are significantly improved with increasing Si content. 3) The CTE and thermal conductivity of the Al–Si alloys decrease as the Si content increases. The Kerner model and H–J model could be used to predict the CTE and thermal conductivity of the alloys, even though some discrepancy still presented. The average CTE and thermal conductivity of the Al–Si alloys containing 22–50 wt.% Si are 18.7–11.3 10−6 /K and 184–145 W/m K, respectively, thus they are desirable for the applications in electronic packaging. 4) The Al–Si alloys exhibit brittle fracture features, especially the samples with high Si contents. No visible interfacial debonding is found in all broken tensile samples.

تصویری از مقاله ترجمه و تایپ شده در نرم افزار ورد

تولید آلیاژهای آلومینیوم Al-Si به وسیله روش های متالوژی پودر و انجماد سریع

Preparation of Al–Si alloys by a rapid solidification and powder metallurgy route

ریزساختار و خواص مکانیکی اتصال آلومینیوم-6061 آلیاژ آلومینیوم به وسیله جوشکاری اصطکاکی

Microstructure and mechanical properties of alumina-6061 aluminum alloy joined by friction welding

• برای دانلود رایگان مقاله انگلیسی با فرمت pdf بر روی عنوان انگلیسی مقاله کلیک نمایید.
• برای خرید و دانلود ترجمه فارسی آماده با فرمت ورد، روی عنوان فارسی مقاله کلیک کنید.

تصویری از مقاله ترجمه و تایپ شده در نرم افزار ورد

ریزساختار و خواص مکانیکی اتصال آلومینیوم-6061 آلیاژ آلومینیوم به وسیله جوشکاری اصطکاکی

Microstructure and mechanical properties of alumina-6061 aluminum alloy joined by friction welding

• برای دانلود رایگان مقاله انگلیسی با فرمت pdf بر روی عنوان انگلیسی مقاله کلیک نمایید.
• برای خرید و دانلود ترجمه فارسی آماده با فرمت ورد، روی عنوان فارسی مقاله کلیک کنید.

توضیح ویژگی های کامپوزیت های آلیاژ آلومینیوم SiCp/2024 تهیه شده توسط متد پردازش مکانیکی در آسیاب گلوله ای کم انرژی

Characterization of SiCp/2024 aluminum alloy composites prepared by mechanical processing in a low energy ball mill

چکیده
1- مقدمه
2- روش آزمایش
2-1- پردازش مکانیکی پودرهای کامپوزیت
2-2- ساخت نمونه های کامپوزیت
2-3- ارزیابی میکروساختاری و مکانیکی
3- نتایج و بحث
3-1- میکروساختار پودرهای کامپوزیت
3-2- میکروساختار و خصوصیات مکانیکی نمونه های کامپوزیت
4- نتایج
منابع

1- مقدمه

به مدت بیش از دو دهه، کامپوزیت های ماتریس آلومینیومی با روشهای مختلفی من جمله ریخته گری، اتمیزاسیون اسپری، و هم رسوبی، تراوش و نفوذ فشار پیش فرم های سرامیک متخلل و تکنیک های متالورژی پودر، مثل چگالش مخلوط پودرهای فلز و سرامیک یا پودرهای کامپوزیت ساخته شده با پردازش مکانیکی، ساخته شده اند. خصوصیات مکانیکی این کامپوزیت ها عمدتاً متاثر از مقدار و مد یا حالت توزیع آرماتورها و همچنین طبیعت واسط ها و رابط های بین آرماتورها و ماتریس واقع می شوند. در این زمینه، استفاده از پودرهای کامپوزیت پردازش شده به روش مکانیکی برای تولید کامپوزیت های ماتریس آلومینیومی درست یا سایر کامپوزیت های ماتریس فلز(MMC) باید به عنوان یک تکنیک تجاری بسیار امیدوارکننده و بادوام در نظر گرفته شودزیرا پودرهای کامپوزیت اولیه، بر حسب توزیع یکنواخت ذرات تقویت کننده توصیف و مشخص می شوند.

4- نتایج

طبق نتایج پژوهش حاضر، می توان به این نتیجه رسید که پودرهای کامپوزیت را می توان با آسیاب گلوله ای کم انرژی متداول تولید کرد. زمان مورد نیاز برای تولید پودرکامپوزیت خوب، قطعاً طولانی تر از اتریتور پرانرژی است اما به راحتی می توان آن را جابجا و نگهداری نمود. همچنین، در مقایسه با اتریتور پرانرژی، در مورد آسیاب گلوله ای کم انرژی ریسک آلودگی با گلوله ها و مواد کانتینر (محفظه) به طور قابل توجهی کاهش می یابد. روش پردازش مکانیسکی بسیار انعطاف پذیر نیز بوده و از آن می توان برای بهره برداری از ذرات تقویت کننده متنوع در ماتریس های فلزی مختلف استفاده و در عین حال از واکنش های شیمیایی مخرب در سطح میانی یا واسط تقویت یا آرماتور/ ماتریس اجتناب نمود.

1- Introduction

For more than two decades, aluminum-matrix composites have been made by different methods including casting [1–9], spray atomization and codeposition [9,10], pressure-infiltration of porous ceramic preforms [11], and powder metallurgy techniques like densification of mixtures of metal and ceramic powders [12–17], or of composite powders made by mechanical processing [13,18–34]. The mechanical properties of these composites are influenced significantly by the quantity and mode of distribution of the reinforcements and also by the nature of the interfaces between the reinforcements and the matrix. In this context, the use of mechanically processed composite powders for producing sound aluminum matrix composites or other metal-matrix composites (MMCs) should be considered as a very promising and commercially viable technique since the starting composite powders are characterized by a uniform distribution of reinforcement particles [2,8,29,32].

4- Conclusions

From the results of the present investigation, it can be concluded that SiCp/2024 composite powders can be produced with a conventional low energy ball mill. Times required to produce a good composite powder are of course longer than in a high energy attritor but it is easy to handle and to maintain. Also, compared to the high energy attritor, the risk of contamination by the balls and the container material is significantly reduced in the case of low energy ball milling. The mechanical processing method is also very flexible and can be used to incorporate reinforcement particles of diverse nature in various metallic matrixes while avoiding damaging chemical reactions at the reinforcement/ matrix interfaces.

تصویری از مقاله ترجمه و تایپ شده در نرم افزار ورد

توضیح ویژگی های کامپوزیت های آلیاژ آلومینیوم SiCp/2024 تهیه شده توسط متد پردازش مکانیکی در آسیاب گلوله ای کم انرژی

Characterization of SiCp/2024 aluminum alloy composites prepared by mechanical processing in a low energy ball mill

بررسی اثرات پیش تشکیل در طول چند مرحله از هیدروفرمینگ لوله آلیاژ لوله آلومینیوم با استفاده از چین و چروک مفید

Investigation into the pre-forming’s effect during multi-stages of tube hydroforming of aluminum alloy tube by using useful wrinkles

• برای دانلود رایگان مقاله انگلیسی با فرمت pdf بر روی عنوان انگلیسی مقاله کلیک نمایید.
• برای خرید و دانلود ترجمه فارسی آماده با فرمت ورد، روی عنوان فارسی مقاله کلیک کنید.

بررسی اثرات پیش تشکیل در طول چند مرحله از هیدروفرمینگ لوله آلیاژ لوله آلومینیوم با استفاده از چین و چروک مفید

Investigation into the pre-forming’s effect during multi-stages of tube hydroforming of aluminum alloy tube by using useful wrinkles

• برای دانلود رایگان مقاله انگلیسی با فرمت pdf بر روی عنوان انگلیسی مقاله کلیک نمایید.
• برای خرید و دانلود ترجمه فارسی آماده با فرمت ورد، روی عنوان فارسی مقاله کلیک کنید.