โครงสร้างจุลภาคและความแข็งของคอมโพสิตอะลูมิเนียมผสมซิลิคอนเสริมความแข็งแรงด้วยเซอร์โคเนียมไดโบไรด์

โลหะอะลูมิเนียมผสมซิลิคอนหล่อเกรด AA4032 เป็นอะลูมิเนียมที่ถูกนำมาใช้อย่างกว้างขวางในอุตสาหกรรมยานยนต์ โดยนิยมนำมาผลิตเป็นลูกสูบ แต่ด้วยการใช้งานของลูกสูบนั้นถูกใช้งานที่อุณหภูมิสูง ดังนั้นการเพิ่มสมบัติทางกลให้กับวัสดุจึงเป็นสิ่งจำเป็น งานวิจัยนี้มีจุดประสงค์เพื่อศึกษาและพัฒนาอะลูมิเนียมผสมซิลิคอนหล่อเกรด AA4032 ที่มีการเติมปริมาณทองแดงร้อยละ 3.5 โดยนํ้าหนัก และเสริมแรงด้วยอนุภาคเซอร์โคเนียมไดโบไรด์ (ZrB2) ที่ส่งผลต่อโครงสร้างทางโลหะวิทยาและความแข็ง โดยอนุภาคเซอร์โคเนียมไดโบไรด์ ผ่านกระบวนการเติมแบบ in-situ จากการทำปฏิกิริยาของฟลักซ์ K2ZrF6 และ KBF4 จากการทดลองพบว่าการเพิ่มปริมาณของทองแดงจากร้อยละ 1 เป็นร้อยละ 3.5 โดยนํ้าหนัก ส่งผลต่อการเพิ่มปริมาณของอนุภาคซิลิคอนปฐมภูมิ แต่การเติมปริมาณทองแดงร้อยละ 3.5 โดยนํ้าหนัก ร่วมกับเสริมแรงด้วยอนุภาคเซอร์โคเนียมไดโบไรด์ ไม่พบการมีอยู่ของอนุภาคซิลิคอนปฐมภูมิ นอกจากนี้ยังพบว่าโครงสร้างยูเทคติกซิลิคอนมีขนาดเล็กลง จากการวิเคราะห์ด้วยเทคนิคการเลี้ยวเบนรังสีเอกซ์และกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราด พบการกระจายตัวของอนุภาคเซอร์โคเนียมไดโบไรด์ในโครงสร้างจุลภาค ซึ่งส่งผลต่อสมบัติทางกลในด้านของความแข็งที่เพิ่มขึ้นจาก 113.3 เป็น 118.2 HB