الملخص
تم بنجاح تحضير مجموعة من المواد المركبة من النحاس (Cu) وأكسيد الالومنيوم (Al2O3) باستخدام تقنية المساحيق. تحتوي هذه المواد المركبة على النحاس (Cu) كمادة أساسيه لينة ومرنة للترابط وأكسيد الالومنيوم (Al2O3) كمادة قصفة وثانوية بنسب حجميه مختلفة تتراوح ما بين 0.0 إلى 20.0 % بهدف دراسة تأثير نسبة اكسيد الالومنيوم وزمن التلبيد على الخواص الفزيائية والميكانيكية لهذه المجموعة من المواد المركبة.
خلطت هذه المساحيق ميكانيكيا وضغطها (كبسها) باستخدام قالب أحادي تحت ضغط يصل إلى (451 MPa). تم تلبيد المنتج بعد عملية الكبس عند درجة حرارة (670 °C) في جو خامل من غاز الارجون (Argon gas) لفترات زمنية متفاوتة كما تم قياس بعض الخواص الفيزيائية والميكانيكية لعينات من النحاس (Cu) النقي وللعينات المركبة التي تحتوي على نسب مختلفة من أكسيد الالومنيوم (Al2O3).
أظهرت نتائج هذا البحث أن كثافة المادة المركبة تتناقص قبل وبعد التلبيد مع الزيادة في نسبة أكسيد الالومنيوم (Al2O3). بالإضافة إلى ذلك فإن المسامية تتزايد مع زيادة نسبة أكسيد الالومنيوم (Al2O3). كما لوحظ أن الزيادة في زمن التلبيد تؤدي إلى زيادة في الصلادة ونقص في المسامية.
ABSTRACT
A series of Cu-Al2O3 composites were successfully prepared using powder metallurgy techniques. The composites consisted of pure copper (Cu) powder (99.8 %) as a soft ductile matrix and alumina powder (Al2O3) as a hard second phase with volume fraction varied from 0.0 % up to 20.0 %, in order to investigate the effect of alumina volume fraction and sintering time on the physical and mechanical properties of these composites. The composite powders were mechanically mixed and pressed under single action die at a compaction pressure of 451 MPa and sintered at 670°C in an inert atmosphere (Argon gas) for different time intervals.
Some physical and mechanical properties were measured for compacted and sintered copper powder, as well as for the composites with different volume fractions of Al2O3. It was observed that the green and sintered densities decreased as the volume fraction of Al2O3 increased. It was also observed that the percent porosity increased as the volume fraction of Al2O3 increased. On the other hand, a decrease in porosity and an increase in hardness were observed with increasing the sintering time.
