توصيفگر ها :
فوم آلومينيوم , تجزيه حرارتي پليمر , گازار , گاز خنثي , پليمر پلي پروپيلن , پليمر ويسكوزريون
چكيده فارسي :
فوم‌هاي آلومينيومي به‌عنوان يكي از پركاربردترين مواد متخلخل ماكروسكوپي مورد استفاده در صنايع مختلف به‌شمار مي‌رود. تاكنون فرايندهاي مختلفي جهت توليد فوم‌هاي آلومينيومي مورد استفاده قرار گرفته و در اين راستا تحقيقات زيادي براي توسعه اين فرايندها انجام شده است. روش گازار يكي از اين روش‌ها است كه به علت شرايط انجام و همچنين هزينه نسبتاً بالاي توليد محدود شده است. اما توليد فوم به روش گازار در مقايسه با ساير روش‌ها مانند تزريق مستقيم گاز به درون مذاب و همزدن يك عامل فوم ساز امكان كنترل مؤثرتري بر ميزان تخلخل، اندازه و جهت‌گيري حفرات را فراهم مي‌كند. هدف از اين پژوهش، بررسي امكان توليد يك نوع فوم آلومينيوم با تخلخل ماكروسكوپي با استفاده از روش گازار و ريخته‌گري به‌وسيله‌ي تجزيه حرارتي پليمرهاي ويسكوزريون (C6H10O5) و پلي‌پروپيلن (C3H6) تحت اتمسفر گاز خنثي و تحت فلاكس بوده‌است. در اين روش، شناسايي عامل فوم‌زا پليمري از نظر تركيب شيميايي با استفاده از پراش پرتو ايكس و بررسي پايداري حرارتي پليمر و روند تجزيه آن با افزايش دما به وسيله‌ي آناليز حرارتي همزمان TG) و DSC و (DTA صورت گرفت. همچنين جهت تشخيص نوع پيوندهاي آلي پليمر از طيف سنجي مادون قرمز (FT-IR) استفاده شد. باتوجه به تصاوير ميكروسكوپي الكترون روبشي الياف پليمري، ميانگين قطر الياف ويسكوزريون 70/1±26/14 ميكرون و ميانگين قطر الياف پلي‌پروپيلن برابر 70/64±1/22 ميكرون برآورد شد. در روش توليد فوم تحت محيط خنثي تأثير نوع و مقدار پليمر و فشار پرس قرص پليمري بر ميزان چگالي ظاهري، درصد تخلخل و درصد نسبت سطح حفرات به كل سطح مقطع فوم مورد بررسي قرار گرفت. نتايج حاصل نشان داد با افزايش مقدار عامل فوم‌زا چگالي ظاهري قطعه متخلخل كاهش و درصد تخلخل افزايش يافت. بالاترين ميزان تخلخل ايجاد شده تحت اتمسفر گاز خنثي با استفاده از پليمر پلي‌پروپيلن حدود 21/1±50/20% حجمي و با استفاده از پليمر ويسكوزريون حدود 16/1±50/14% حجمي بود. همچنين با افزايش مقدار فشار پرس قرص الياف، چگالي ظاهري قطعه متخلخل كاهش و درصد تخلخل آن افزايش يافت. بيشترين تخلخل بدست آمده مربوط به فشار پرس 50 كيلونيوتن بر سانتي‌متر مربع (با درصد وزني ثابت الياف پلي‌پروپيلن) بوده كه برابر با 91/0±10/18% حجمي مي‌باشد. نتايج حاصل از توليد فوم آلومينيوم تحت فلاكس پوششي نشان داد كه تاثير افزودن كلسيم بر تشكيل تخلخل درون آلومينيوم بسيار چشمگير بوده اما به دليل عدم توزيع يكنواخت تخلخل‌ها و همچنين بهم پيوستن تخلخل‌هاي ايجاد شده، اين روش جهت توليد فوم آلومينيوم به روش گازار مناسب نبود.
چكيده انگليسي :
Aluminum foams are considered as one of the most widely used macroscopic porous materials used in various industries. So far, various processes have been used to produce aluminum foams, and in this regard, a lot of research has been done to develop these processes. The gasar method is one of these methods that is limited due to the conditions and relatively high cost of production. However, compared to other methods, such as direct injection of gas into the melt, stirring of a foaming agent, etc., the production of foam using the gasar method allows for more effective control over the amount of porosity, size and orientation of the holes. The aim of this research was to investigate the possibility of producing a type of aluminum foam with macroscopic porosity using the gas and casting method by thermal decomposition of Viscose Rayon (C6H10O5) and Polypropylene (C3H6) polymers under neutral gas atmosphere and under flux. In this method, the identification of the polymer foaming agent in terms of chemical composition was done using X-ray diffraction and checking the thermal stability of the polymer and its decomposition process with increasing temperature by simultaneous thermal analysis (TG, DSC and DTA). Also, to identify the type of bonds Organic polymer was used by infrared spectroscopy (FT-IR). According to the scanning electron microscopic images of polymer fibers, the average diameter of Viscose fibers was 14.26±1.70 microns and the average diameter of Polypropylene fibers was 22.64±1.70 microns. was estimated. In the foam production method under neutral environment, the effect of the type and amount of polymer and the pressing pressure of the polymer tablet on the apparent density, percentage of porosity and the percentage of the ratio of the area of the holes to the total cross-sectional area of the foam was investigated. The results showed that with the increase in the amount of the agent foaming, the apparent density of the porous piece decreased and the percentage of porosity increased. The highest amount of porosity created under neutral gas atmosphere using Polypropylene polymer is about 20.50±1.21% by volume and using Viscose Rayon polymer about 14.50±1.16% by volume. Also, by increasing the amount of fiber tablet press pressure, the apparent density of the porous piece decreased and its porosity percentage increased. The highest porosity obtained was related to the press pressure of 50 kN/cm2 (with a constant weight percentage of Polypropylene fibers), which is equal to 18.10±0.91% by volume. The results of the production of aluminum foam under coating flux showed that the effect of calcium addition on the formation of porosity in aluminum was very significant, but due to the non-uniform distribution of the porosity and also the connection of the created porosity, this method was not suitable for the production of aluminum foam by the gasar method.
