آلومینیوم یکی از فلزات سبکی است که کاربرد گسترده ای در صنایع مختلف دارد. با افزودن عناصر مختلف می توان به آلیاژهای این فلز با خواص برتر دست پیدا کرد. آلیاژ Al7075 یکی از انواع این آلیاژهاست که در صنایع خودرو و هوا- فضا مورد توجه بسیاری قرار گرفته است. هدف این تحقیق، تقویت آلیاژ Al7075 توسط نانوذرات کاربید سیلیکون و میکروذرات کاربید بور و ساخت نمونه های نانوکامپوزیت و کامپوزیت می باشد. برای ساخت نمونه ها از روش های متالورژی پودر با تمرکز بر روش های تراکم دینامیکی، استفاده شده است. در این راستا برای مطالعه تاثیر نرخ بارگذاری حین ساخت، نمونه ها با سه روش پرس گرم شبه استاتیک، تراکم دینامیکی با وزنه سقوطی و تراکم دینامیکی با تفنگ گازی ساخته شدند. سپس، تعیین خواص مکانیکی و مطالعات ریزساختاری نمونه های ساخته شده به منظور بررسی تاثیر پارامترهای مختلف نظیر دما، پیش تراکم و کسر حجمی و نوع ذرات تقویت کننده انجام پذیرفت. بیشترین چگالی نسبی برابر %98 در تراکم دینامیکی و %100 در پرس شبه استاتیک اندازه گیری گردید. بررسی ها نشان داد با افزودن نانوذرات چگالی ماده کاهش، استحکام فشاری تا %50 افزایش و میکروسختی افزایش %20 را تجربه نموده است. همچنین، مشخص شد که مقاومت سایشی نمونه های متراکم شده دینامیکی با افزودن درصد حجمی نانوذرات، کاهش داشت که می تواند به دلیل پیوندهای ضعیف بین ذرات ناشی از روش ساخت مورد استفاده باشد. رفتار کششی تعدادی از نمونه های نانوکامپوزیت ساخته شده به کمک تفنگ گازی نیز با استفاده از نتایج آزمون دندانه زنی و به کار گیری شبیه سازی های عددی و شبکه عصبی تعیین گردید. تعیین ضرایب مدل کپ دراکر- پراگر که برای مدل سازی ماکرومکانیک مواد پودری مورد استفاده قرار می گیرد، بخش دیگری از مطالعات انجام گرفته در این پژوهش می باشد. جهت تعیین این ضرایب، آزمون های تجربی متعددی نیاز است که بسیار زمان بر و پر هزینه می باشد. در تحقیق حاضر، با استفاده هم زمان از نتایج آزمایش تراکم تک محوره ساده، شبیه سازی های اجزاء محدود در ABAQUS و شبکه عصبی، این ضرایب به همراه ضریب اصطکاک بین پودر و دیواره قالب، با صرف کمترین وقت و هزینه به دست آمدند.
