Nghiên cứu chế tạo vật liệu composite nền nhôm cốt hạt al2o3 bằng phương pháp bán lỏng
23 thg 6, 2023 | 08:59

Nghiên cứu chế tạo vật liệu composite nền nhôm cốt hạt al2o3 bằng phương pháp bán lỏng



 TÓM TẮT LUẬN VĂN


Đề tài “Nghiên cứu chế tạo vật liệu composite nền Al cốt hạt Al2O3 bằng phương

pháp bán lỏng ” được trình bày gồm 5 chương:

 Chương 1 là phần tổng quan.

 Chương 2, đưa ra Cơ sở lý thuyết của vật liệu composite Al-Al2O3;

 Chương 3, trình bày phương pháp chế tạo composite Al-Al2O3;

 Chương 4, thực nghiệm;

 Chương 5 gồm kết luận chung và đề xuất.


NỘI DUNG:


1.Tính cấp thiết của đề tài ................................................................................................ 8
2.Mục tiêu nghiên cứu ..................................................................................................... 8
3.Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu ............................................................................... 8
3.1 Tình trạng đề tài ........................................................................................................ 8
3.2 Phạm vi và đối tƣợng nghiên cứu ............................................................................. 8
4.Phƣơng pháp nghiên cứu .............................................................................................. 8
5.Ý nghĩa khoa học của luận văn ..................................................................................... 9
6.Ý nghĩa thực tiễn của luận văn ..................................................................................... 9
7.Bố cục của luận văn ...................................................................................................... 9
Chƣơng 1: TỔNG QUAN
1.1Giới thiệu .................................................................................................................. 12
1.2 Tình hình nghiên cứu trong và ngồi nƣớc ............................................................. 14
1.2.1 Tình hình nghiên cứu trong nƣớc ......................................................................... 14
1.2.2 Tình hình nghiên cứu ngoài nƣớc ......................................................................... 15
1.3 Một số sản phẩm của Composite nền nhôm ............................................................ 17
Chƣơng 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA VẬT LIỆU COMPOSITE AL-AL2O3
2.1Tổ chức của vật liệu composite…………….. .......................................................... 21
2.2Liên kết trong vật liệu composite nền kim loại cốt hạt ............................................ 21
2.2.1 Các kiểu tƣơng tác giữa nền và cốt ...................................................................... 21
2.2.2 Liên kết giữa nền và cốt ....................................................................................... 21
2.3 Tính chất của vật liệu composite nền kim loại cốt hạt ............................................ 23
2.3.1 Cốt hạt thô ............................................................................................................ 23
2.3.2 Cốt hạt mịn (hóa bền phân tán) ............................................................................ 25
2.4 Vai trò của cốt Al2O3 và nền Al .............................................................................. 26
2.4.1 Vai trò của cốt Al2O3 ............................................................................................ 26
2.4.2 Vai trò của nền Al................................................................................................. 27
2.5 Cơ sở lý thuyết của việc chế tạo vật liệu hợp kim Nhôm bán lỏng ........................ 29
2.6 Mơ hình thuộc tính của Composite nền kim loại ở trạng thái bán lỏng .................. 31
2.6.1 Phƣơng pháp tiếp cận chất lỏng phi Newton nén đƣợc ........................................ 32
2.6.2 Phƣơng pháp vật liệu dẻo nhớt ............................................................................ 33
2.7 So sánh cơ tính và cấu trúc của vật liệu composite ................................................ 36
2.7.1 So sánh cơ tính và cấu trúc của cốt Al2O3 với các cốt khác ................................. 36
2.7.2 So sánh cơ tính và cấu trúc của cốt Al2O3 với các thành phần cốt khác nhau ..... 41
Chƣơng 3: PHƢƠNG PHÁP CHẾ TẠO COMPOSITE AL-AL2O3
3.1Giới thiệu .................................................................................................................. 43
3.2 Chế tạo Composite ở trạng thái lỏng ....................................................................... 45
3.3 Đúc.......................................................................................................................... 45
3.4 Phƣơng pháp khuấy đảo cơ ..................................................................................... 50
3.4.1 Cơ sở lý thuyết khuấy đảo cơ ............................................................................... 50
3.4.2 Các phƣơng trình cơ bản mơ tả q trình trong thiết bị khuấy trộn ..................... 51
3.4.3 Thiết bị khuấy ....................................................................................................... 52
3.4.4 Ảnh hƣởng của các chuẩn số lên quá trình khuấy trộn và chế độ khuấy trộn ...... 57
3.4.5 Công suất khuấy trộn ............................................................................................ 58
3.5 Phƣơng pháp khuấy đảo điện từ (MHD) ................................................................. 59
3.5.1 Cơ sở lý thuyết của khuấy đảo điện từ ................................................................. 60
3.5.2 Các kiểu khuấy điện từ kim loại lỏng ................................................................... 64
3.5.3 Thiết bị thí nghiệm ............................................................................................... 65
3.6 Ƣu điểm và các vấn đề kỹ thuật đƣợc giải quyết của phƣơng pháp ........................ 67
3.7 Phƣơng pháp chế tạo composite nền Al cốt Al2O3 bằng phƣơng pháp bán lỏng .... 67
3.8 Lựa chọn vật liệu cho quá trình chế tạo composite nền Al cốt Al2O3 bằng phƣơng
pháp bán lỏng................................................................................................................. 69
3.8.1 Những yêu cầu cần thiết của vật liệu nền ............................................................ 69
3.8.2 Các hợp kim nhôm trong chế tạo composite bằng phƣơng pháp bán lỏng .......... 72
3.8.3 Những yêu cầu cần thiết của vật liệu cốt .............................................................. 75
3.9 Phát triển hợp kim mới cho công nghệ chế tạo composite bằng phƣơng pháp bán
lỏng ................................................................................................................................ 75
3.9.1 Đặt vấn đề ............................................................................................................. 75
3.9.2 Những vấn đề cần quan tâm ................................................................................. 76

3.10 Tỉ lệ thành phần giữa cốt và nền............................................................................ 78
Chƣơng 4: THỰC NGHIỆM
4.1Thiết bị thí nghiệm ................................................................................................... 80
4.1.1 Đề xuất mơ hình khuấy cơ .................................................................................... 80
4.1.2 Phân tích một số thiết kế chế tạo vật liệu composite bằng phƣơng pháp bán lỏng
sử dụng khuấy cơ ........................................................................................................... 81
4.1.2.1 Thiết bị chế tạo vật liệu bán lỏng kiểu trục vít kép ........................................... 81
4.1.2.2 Thiết bị chế tạo vật liệu bán lỏng kiểu trục vít đơn ........................................... 82
4.1.2.3 Thiết bị chế tạo vật liệu bán lỏng kiểu trục khuấy có rãnh ............................... 84
4.1.2.4Thiết bị chế tạo vật liệu bán lỏng kiểu chân vịt trong máy đúc áp lực buồng
nóng ............................................................................................................................... 85
4.1.2.5 Thiết bị chế tạo vật liệu bán lỏng kiểu chân vịt có tấm ngăn ............................ 86
4.1.3 Tính tốn thiết kế .................................................................................................. 88
4.1.3.1 Thiết lập bài toán ............................................................................................... 88
4.1.3.2 Phần bài toán ..................................................................................................... 88
4.2 Phƣơng pháp thực nghiệm ....................................................................................... 93
4.2.1Thiết bị thực nghiệm.............................................................................................. 93
4.2.1.1 Thiết bị nấu và khuấy để lấy mẫu ...................................................................... 93
4.2.1.2 Thiết bị kiểm tra ................................................................................................ 95
4.2.2 Quá trình thực nghiệm .......................................................................................... 96
4.2.2.1 Kiểm tra quá trình khuấy trong nƣớc ................................................................ 96
4.2.2.2 Thực nghiệm trên hợp kim nhôm A5052 .......................................................... 97
4.2.2.3. Kết quả kiểm tra thành phần hoá trƣớc và sau khi nấu .................................. 100
4.2.2.4. Kết quả soi kim tƣơng .................................................................................... 100
4.2.2.5. Kết quả đo độ cứng HB .................................................................................. 103
4.2.2.6. Kết quả kiểm tra bền kéo ................................................................................ 105
4.2.2.7. Kiểm tra sự tƣơng thích của kết quả thực nghiệm.......................................... 106
4.2.3. Đề xuất mơ hình cơng nghệ sản xuất trong thực tế ........................................... 112
Chƣơng 5: KẾT LUẬN
5.1 Kết luận.................................................................................................................. 116
5.1.1 Kết quả đạt đƣợc ................................................................................................. 116

5.1.2 Hạn chế của đề tài ............................................................................................... 117
5.2 Hƣớng phát triển của đề tài ................................................................................... 117
Tài liệu tham khảo





 TÓM TẮT LUẬN VĂN


Đề tài “Nghiên cứu chế tạo vật liệu composite nền Al cốt hạt Al2O3 bằng phương

pháp bán lỏng ” được trình bày gồm 5 chương:

 Chương 1 là phần tổng quan.

 Chương 2, đưa ra Cơ sở lý thuyết của vật liệu composite Al-Al2O3;

 Chương 3, trình bày phương pháp chế tạo composite Al-Al2O3;

 Chương 4, thực nghiệm;

 Chương 5 gồm kết luận chung và đề xuất.


NỘI DUNG:


1.Tính cấp thiết của đề tài ................................................................................................ 8
2.Mục tiêu nghiên cứu ..................................................................................................... 8
3.Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu ............................................................................... 8
3.1 Tình trạng đề tài ........................................................................................................ 8
3.2 Phạm vi và đối tƣợng nghiên cứu ............................................................................. 8
4.Phƣơng pháp nghiên cứu .............................................................................................. 8
5.Ý nghĩa khoa học của luận văn ..................................................................................... 9
6.Ý nghĩa thực tiễn của luận văn ..................................................................................... 9
7.Bố cục của luận văn ...................................................................................................... 9
Chƣơng 1: TỔNG QUAN
1.1Giới thiệu .................................................................................................................. 12
1.2 Tình hình nghiên cứu trong và ngồi nƣớc ............................................................. 14
1.2.1 Tình hình nghiên cứu trong nƣớc ......................................................................... 14
1.2.2 Tình hình nghiên cứu ngoài nƣớc ......................................................................... 15
1.3 Một số sản phẩm của Composite nền nhôm ............................................................ 17
Chƣơng 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA VẬT LIỆU COMPOSITE AL-AL2O3
2.1Tổ chức của vật liệu composite…………….. .......................................................... 21
2.2Liên kết trong vật liệu composite nền kim loại cốt hạt ............................................ 21
2.2.1 Các kiểu tƣơng tác giữa nền và cốt ...................................................................... 21
2.2.2 Liên kết giữa nền và cốt ....................................................................................... 21
2.3 Tính chất của vật liệu composite nền kim loại cốt hạt ............................................ 23
2.3.1 Cốt hạt thô ............................................................................................................ 23
2.3.2 Cốt hạt mịn (hóa bền phân tán) ............................................................................ 25
2.4 Vai trò của cốt Al2O3 và nền Al .............................................................................. 26
2.4.1 Vai trò của cốt Al2O3 ............................................................................................ 26
2.4.2 Vai trò của nền Al................................................................................................. 27
2.5 Cơ sở lý thuyết của việc chế tạo vật liệu hợp kim Nhôm bán lỏng ........................ 29
2.6 Mơ hình thuộc tính của Composite nền kim loại ở trạng thái bán lỏng .................. 31
2.6.1 Phƣơng pháp tiếp cận chất lỏng phi Newton nén đƣợc ........................................ 32
2.6.2 Phƣơng pháp vật liệu dẻo nhớt ............................................................................ 33
2.7 So sánh cơ tính và cấu trúc của vật liệu composite ................................................ 36
2.7.1 So sánh cơ tính và cấu trúc của cốt Al2O3 với các cốt khác ................................. 36
2.7.2 So sánh cơ tính và cấu trúc của cốt Al2O3 với các thành phần cốt khác nhau ..... 41
Chƣơng 3: PHƢƠNG PHÁP CHẾ TẠO COMPOSITE AL-AL2O3
3.1Giới thiệu .................................................................................................................. 43
3.2 Chế tạo Composite ở trạng thái lỏng ....................................................................... 45
3.3 Đúc.......................................................................................................................... 45
3.4 Phƣơng pháp khuấy đảo cơ ..................................................................................... 50
3.4.1 Cơ sở lý thuyết khuấy đảo cơ ............................................................................... 50
3.4.2 Các phƣơng trình cơ bản mơ tả q trình trong thiết bị khuấy trộn ..................... 51
3.4.3 Thiết bị khuấy ....................................................................................................... 52
3.4.4 Ảnh hƣởng của các chuẩn số lên quá trình khuấy trộn và chế độ khuấy trộn ...... 57
3.4.5 Công suất khuấy trộn ............................................................................................ 58
3.5 Phƣơng pháp khuấy đảo điện từ (MHD) ................................................................. 59
3.5.1 Cơ sở lý thuyết của khuấy đảo điện từ ................................................................. 60
3.5.2 Các kiểu khuấy điện từ kim loại lỏng ................................................................... 64
3.5.3 Thiết bị thí nghiệm ............................................................................................... 65
3.6 Ƣu điểm và các vấn đề kỹ thuật đƣợc giải quyết của phƣơng pháp ........................ 67
3.7 Phƣơng pháp chế tạo composite nền Al cốt Al2O3 bằng phƣơng pháp bán lỏng .... 67
3.8 Lựa chọn vật liệu cho quá trình chế tạo composite nền Al cốt Al2O3 bằng phƣơng
pháp bán lỏng................................................................................................................. 69
3.8.1 Những yêu cầu cần thiết của vật liệu nền ............................................................ 69
3.8.2 Các hợp kim nhôm trong chế tạo composite bằng phƣơng pháp bán lỏng .......... 72
3.8.3 Những yêu cầu cần thiết của vật liệu cốt .............................................................. 75
3.9 Phát triển hợp kim mới cho công nghệ chế tạo composite bằng phƣơng pháp bán
lỏng ................................................................................................................................ 75
3.9.1 Đặt vấn đề ............................................................................................................. 75
3.9.2 Những vấn đề cần quan tâm ................................................................................. 76

3.10 Tỉ lệ thành phần giữa cốt và nền............................................................................ 78
Chƣơng 4: THỰC NGHIỆM
4.1Thiết bị thí nghiệm ................................................................................................... 80
4.1.1 Đề xuất mơ hình khuấy cơ .................................................................................... 80
4.1.2 Phân tích một số thiết kế chế tạo vật liệu composite bằng phƣơng pháp bán lỏng
sử dụng khuấy cơ ........................................................................................................... 81
4.1.2.1 Thiết bị chế tạo vật liệu bán lỏng kiểu trục vít kép ........................................... 81
4.1.2.2 Thiết bị chế tạo vật liệu bán lỏng kiểu trục vít đơn ........................................... 82
4.1.2.3 Thiết bị chế tạo vật liệu bán lỏng kiểu trục khuấy có rãnh ............................... 84
4.1.2.4Thiết bị chế tạo vật liệu bán lỏng kiểu chân vịt trong máy đúc áp lực buồng
nóng ............................................................................................................................... 85
4.1.2.5 Thiết bị chế tạo vật liệu bán lỏng kiểu chân vịt có tấm ngăn ............................ 86
4.1.3 Tính tốn thiết kế .................................................................................................. 88
4.1.3.1 Thiết lập bài toán ............................................................................................... 88
4.1.3.2 Phần bài toán ..................................................................................................... 88
4.2 Phƣơng pháp thực nghiệm ....................................................................................... 93
4.2.1Thiết bị thực nghiệm.............................................................................................. 93
4.2.1.1 Thiết bị nấu và khuấy để lấy mẫu ...................................................................... 93
4.2.1.2 Thiết bị kiểm tra ................................................................................................ 95
4.2.2 Quá trình thực nghiệm .......................................................................................... 96
4.2.2.1 Kiểm tra quá trình khuấy trong nƣớc ................................................................ 96
4.2.2.2 Thực nghiệm trên hợp kim nhôm A5052 .......................................................... 97
4.2.2.3. Kết quả kiểm tra thành phần hoá trƣớc và sau khi nấu .................................. 100
4.2.2.4. Kết quả soi kim tƣơng .................................................................................... 100
4.2.2.5. Kết quả đo độ cứng HB .................................................................................. 103
4.2.2.6. Kết quả kiểm tra bền kéo ................................................................................ 105
4.2.2.7. Kiểm tra sự tƣơng thích của kết quả thực nghiệm.......................................... 106
4.2.3. Đề xuất mơ hình cơng nghệ sản xuất trong thực tế ........................................... 112
Chƣơng 5: KẾT LUẬN
5.1 Kết luận.................................................................................................................. 116
5.1.1 Kết quả đạt đƣợc ................................................................................................. 116

5.1.2 Hạn chế của đề tài ............................................................................................... 117
5.2 Hƣớng phát triển của đề tài ................................................................................... 117
Tài liệu tham khảo



M_tả

M_tả

Chuyên mục:

Không có nhận xét nào: