การผลิตโฟมวัสดุผสมอะลูมิเนียม-ซิลิคอนคาร์ไบด์ที่มีโพรงอากาศแบบเปิดโดยการแทรกซึมด้วยความดัน

Abstract

งานวิจัยนี้มีจุดประสงค์เพื่อศึกษากระบวนการผลิตโฟมวัสดุผสมอะลูมิเนียม-ซิลิคอนคาร์ไบด์ด้วยวิธีหล่อแบบพอกหุ่น ผลของปริมาณอนุภาคซิลิคอนคาร์ไบด์และขนาดโพรงอากาศต่อโครงสร้างมหภาค โครงสร้างจุลภาคและสมบัติทางกลของโฟมอะลูมิเนียม กระบวนการผลิตจะใช้โฟมโพลียูรีเทนที่มีขนาดโพรงอากาศ 8 12 และ 20 ppi เป็นต้นแบบเพื่อผลิตโฟมวัสดุผสมอะลูมิเนียม-ซิลิคอนคาร์ไบด์โดยมีเนื้อพื้นเมตริกซ์เป็นอะลูมิเนียมบริสุทธิ์และอะลูมิเนียมผสมเกรด AC3A โดยแปรผันปริมาณอนุภาคซิลิคอนคาร์ไบด์ ตั้งแต่ 1 ถึง 5 wt.% ที่อุณหภูมิ 1200°C ความดันสุญญากาศที่ 1 bar และความดันอัดที่ 1.2 bar การทดสอบการรับแรงอัดของโฟมอะลูมิเนียมใช้ชิ้นงานทรงสี่เหลี่ยมลูกบาศก์ขนาด 20 x 20 x 20 cm และใช้ความเร็วหัวกด 1 mm/min ผลการวิจัยพบว่ากระบวนการนี้สามารถผลิตโฟมวัสดุผสม AC3A - ซิลิกอนคาร์ไบด์ ได้ทุกขนาดโพรงอากาศแต่สำหรับเนื้อพื้นอะลูมิเนียมบริสุทธิ์ไม่สามารถผลิตโฟมที่มีขนาดโพรงอากาศ 12 และ 20 ppi ได้ ซึ่งโฟมที่ผลิตได้มีโครงสร้างโดยรวมที่ดี มีการกระจายตัวของอนุภาคซิลิคอนคาร์ไบด์ที่ดีทั้งบนผิวและในเนื้อก้านโพรงอากาศ สามารถพบอนุภาคซิลิคอนคาร์ไบด์เริ่มรวมกลุ่มกันได้ที่ปริมาณซิลิคอนคาร์ไบด์ 4 และ 5 wt.% การเพิ่มปริมาณอนุภาคซิลิคอนคาร์ไบด์ส่งผลต่อความหนาแน่นสัมพัทธ์ที่สูงขึ้นและส่งผลต่อสมบัติทางกลเช่น ความแข็งแรงจุดคราก ความเค้นพลาโต การดูดซับพลังงาน และความแข็งสูงขึ้น โฟมวัสดุผสม AC3A – ซิลิคอนคาร์ไบด์ มีสมบัติทางกลโดยรวมสูงกว่าโฟมวัสดุผสมอะลูมิเนียมบริสุทธิ์ – ซิลิคอนคาร์ไบด์ ซึ่งที่ขนาดโพรงอากาศ 12 ppi มีสมบัติทางกลสูงที่สุดรองลงมาคือ 20 และ 12 ppi ตามลำดับ