Une investigation des propriétés thermiques des composites hybrides LM13-quartz-cendres volantes

Dans le présent travail, un composite à matrice métallique a été coulé en utilisant l'alliage d'aluminium LM13, qui est le plus largement utilisé pour la coulée de composants automobiles. De telles applications nécessitent des matériaux capables de résister à des températures élevées de fonctionnement et de performer de manière fiable sans compromettre leurs propriétés. À cet égard, les composites renforcés par des particules ont gagné une large adaptabilité. Les renforts particulaires utilisés comprennent l'un des sous-produits industriels largement disponibles, qui est les cendres volantes, ainsi que le quartz abondamment disponible. Les composites hybrides sont fabriqués par la voie liquide économique qui est largement utilisée dans la production de masse. Bien qu'il existe de nombreux articles de recherche publiés enquêtant sur les propriétés mécaniques des composites à matrice métallique, très peu ont étudié les propriétés thermiques des composites. Dans le présent travail, des propriétés thermiques telles que la conductivité thermique et la diffusivité thermique des composites hybrides coulés ont été évaluées. Les renforts particulaires ont été ajoutés en différentes pourcentages en poids à l'alliage LM13 fondu et ont été dispersés uniformément à l'aide d'un mélangeur électrique. La fusion avec les renforts particulaires dispersés a ensuite été versée dans un moule en sable soigneusement séché, et la fusion a été laissée pour solidifier. La qualité des coulées a été vérifiée par l'évaluation de la densité suivie d'un examen microstructural. Il a été constaté que les composites avec uniquement des particules de cendres volantes comme renforcement étaient moins denses par rapport aux composites coulés avec le renforcement particulaire de quartz. Cependant, le composite hybride, avec les deux renforts particulaires, était dense. La microstructure a révélé une structure de grain raffiné. Les valeurs de diffusivité thermique et de conductivité thermique étaient plus faibles pour les composites coulés avec uniquement le renforcement en cendres volantes. En revanche, les composites coulés uniquement avec du quartz comme renforcement particulaire ont montré une diffusivité thermique et une conductivité thermique plus élevées. La capacité thermique spécifique était plus faible pour les composites renforcés par des cendres volantes et plus élevée pour les composites renforcés par du quartz par rapport à l'alliage de base LM13. Cependant, la valeur la plus élevée de diffusivité thermique et de conductivité thermique a été rapportée pour les composites hybrides avec une inclusion de 10 % en poids de renforts particulaires en cendres volantes et quartz.