12494

12494

مطالعه ي تشكيل تركيبات بين فلزي آلومينيم- مس از طريق جوشكاري انفجاري و عمليات حرارتي لايه هاي آلومينيم - مس

كارشناسي ارشد

مهندسي مواد - استخراج فلزات

آبان ماه 1392

آبان ماه 1392

دكتر منصور سلطانيه

چكيده در سال¬هاي اخير اتصالات دو فلزي Al/Cu در كاربردهاي الكتريكي مانند اتصالات باس بارهاي انتقال جريان و پره¬هاي خنك كننده مورد استفاده قرار گرفته است. دليل استفاده از اين دوفلزي¬ها، دارا بودن هدايت الكتريكي و حرارتي بالا همراه با قيمت تمام شده¬ي كمتر است. آلومينيم و مس ميل تركيبي شديدي در دماهاي بالاي Cº 120 دارند كه منجر به ايجاد تركيبات بين¬فلزي شكننده با استحكام كم و مقاومت الكتريكي بالا مي¬گردد. بر اين اساس اين دو فلز از نقطه نظر فرايند جوشكاري ناسازگار بوده و روش¬هاي ذوبي براي اتصال اين دو فلز مناسب نيست، كه اين امر موجب مي¬شود براي اتصال آن¬ها از روش¬هاي جوشكاري حالت جامد مانند جوشكاري انفجاري استفاده مي¬شود. هدف از اين پژوهش بررسي سينتيك تشكيل تركيبات بين¬ فلزي آلومينيم- مس در زوج¬هاي فلزي تهيه شده به روش جوشكاري انفجاري است تا امكان مقايسه¬ با روش¬هاي ديگر را فراهم سازد. در اين تحقيق لايه¬هاي آلومينيم و مس با خلوص تجاري و ضخامت¬هاي mm 12 و mm 2 از طريق جوشكاري انفجاري به هم متصل شدند. پس از جوشكاري، فصل مشترك حاصل با استفاده از ميكروسكوپ نوري، دستگاه ميكروسختي سنج و ميكروسكوپ الكتروني روبشي (SEM) مجهز به EDS بررسي شد. بر اساس مشاهدات انجام شده فصل مشترك حاصل از جوشكاري حالت موجي داشته و در برخي از قسمت¬ها تركيبات بين¬فلزي و مناطق گردابي به چشم مي¬خورد. در مرحله¬ي بعد نمونه¬هايي آماده شده و در دماهاي 300، 400 و Cº500 در بازه¬ي زماني 5 دقيقه تا 400 ساعت عمليات حرارتي شد. بعد از هر مرحله عمليات حرارتي فصل مشترك بررسي و ضخامت تركيبات بين¬فلزي اندازه¬گيري شد. نتايج آناليز EDS و XRD نشان داد كه چهار تركيب بين¬فلزي ، ، و در فصل مشترك تشكيل شده است. پردازش¬هاي سينتيكي انجام شده نشان داد كه رشد اين تركيبات با مكانيزم نفوذ كنترل مي¬شود. در نهايت مقادير انرژي فعال¬سازي براي هركدام از فازهاي تشكيل شده محاسبه شد. مقادير انرژي فعال¬سازي براي تركيبات بين¬فلزي Al2Cu، AlCu، Al3Cu4 و Al4Cu9 به ترتيب برابر با 6/83، 5/81، 2/144 و kJ/mol1/124 است. كلمات كليدي : جوشكاري انفجاري، فصل مشترك، سينتيك تشكيل تركيبات بين¬فلزي Al-Cu.