Microscopic stresses in carbon nanotube reinforced aluminum matrix composites determined by in-situ neutron diffraction

One of the most desired strengthening mechanisms in the carbon nanotube reinforced aluminum matrix composites (CNT/Al) composites is the load transfer strengthening mechanism (LTSM). However, a fundamental issue concerning the LTSM is that quantitative measurements of load partitioning in these composites during loading are very limited. In this study, in-situ neutron diffraction study on the tensile deformation of the 3 vol.% CNT/2009Al composite and the unreinforced 2009Al alloy was conducted. The {311} and {220} diffraction elastic constants (DECs) of the 2009Al alloy were determined. Using those DECs the average stress in the 2009Al matrix of the composite was calculated. Then the average stress in the CNTs was separated by using the stress equilibrium condition. Computational homogenization models were also applied to explain the stress evolution in each phase. Predicted results agree with experimental data. In the present case, the average stress in the CNTs reaches 1630 MPa at the yield strength of the composite based on linear regression of the measured data, which leads to an increment of yield strength by about 37 MPa. As the result of this work, an approach to quantify load partitioning in the CNTs is developed for the CNT/Al composites, which can be applied to optimize the mechanical properties of the composites.

تنش‌های میکروسکوپی در کامپوزیت ماتریس آلومینیوم تقویت‌شده با نانولوله کربن با پراش نوترون درجا تعیین می‌شود.

یکی از مکانیسم‌های تقویت مورد نظر در کامپوزیت های ماتریس آلومینیوم تقویت‌شده نانولوله کربن (CNT / Al)مکانیزم تقویت انتقال بار (LTSM است. با این حال، یک مساله اساسی در مورد LTSM این است که اندازه‌گیری کمی تقسیم بار در این کامپوزیت ها در طول بارگذاری بسیار محدود است. در این مطالعه، مطالعه پراش نوترون درجا بر روی تغییر شکل کششی ۳ ول. % CNT / ۲۰۰۹ کامپوزیت Al و آلیاژ آل تقویت نشده ۲۰۰۹ انجام شد. ثابت‌های الاستیک { ۳۱۱ } و { ۲۲۰ } شکست در آلیاژ آل ۲۰۰۹ تعیین شدند. با استفاده از این کاهش تنش متوسط در ماتریس آل ۲۰۰۹ کامپوزیت محاسبه شد. سپس تنش متوسط در CNT ها با استفاده از شرایط تعادل تنش جدا شد. مدل‌های همگن سازی محاسباتی نیز برای توضیح تکامل تنش در هر فاز به کار گرفته شدند. نتایج پیش‌بینی‌شده با داده‌های تجربی مطابقت دارند. در مورد حاضر، تنش متوسط در CNT ها به ۱۶۳۰ MPa در قدرت بازده کامپوزیت براساس رگرسیون خطی داده‌های اندازه‌گیری شده می‌رسد، که منجر به افزایش قدرت بازده تا حدود ۳۷ MPa می‌شود. در نتیجه این کار، روشی برای کمی کردن پارتیشن بندی بار در CNT ها برای کامپوزیت CNT / Al ایجاد شده‌است، که می‌تواند برای بهینه‌سازی خواص مکانیکی کامپوزیت ها به کار رود.

ترجمه شده با

موضوع مقاله:

سال نشر: 2020 | تعداد ارجاع: 62
Elsevier BV
Journal of Materials Science & Technology

Download PDF سفارش ترجمه این مقاله این مقاله را خودتان با کمک

ترجمه کنید

پر ارجاع‌ترین مقالات مرتبط:

مقاله Mechanical Engineering
ترجمه مقاله Mechanical Engineering
مقاله مهندسی مکانیک
ترجمه مقاله مهندسی مکانیک
مقاله Mechanics of Materials
ترجمه مقاله Mechanics of Materials
مقاله مکانیک مواد
ترجمه مقاله مکانیک مواد
مقاله Materials Chemistry
ترجمه مقاله Materials Chemistry
مقاله شیمی مواد
ترجمه مقاله شیمی مواد
مقاله Polymers and Plastics
ترجمه مقاله Polymers and Plastics
مقاله پلمیرها و پلاستیک
ترجمه مقاله پلمیرها و پلاستیک
مقاله Metals and Alloys
ترجمه مقاله Metals and Alloys
مقاله فلزات و آلیاژ
ترجمه مقاله فلزات و آلیاژ
مقاله Ceramics and Composites
ترجمه مقاله Ceramics and Composites
مقاله سرامیک و کامپوزیت ها
ترجمه مقاله سرامیک و کامپوزیت ها

سفارش ترجمه مقاله و کتاب - شروع کنید

بلاگ

درباره ما