بررسی اثر دمای عملیات حرارتی بر ساختار و رفتار خوردگی آلیاژ نانوشبه بلور Al72Ni13Cr15 تولید شده به روش آلیاژسازی مکانیکی

الموضوعات : فصلنامه علمی - پژوهشی مواد نوین

میثم امینی ¹ , رسول امینی ² , محمد مهدی سروگلوی حقیقی فرد ³ , مرتضی علیزاده ⁴ , محمد علی زارع ⁵ , زهرا نعمتی ⁶

1 - دانشجو کارشناسی ارشد مهندسی مواد، دانشگاه صنعتی شیراز.
2 - استادیار دانشکده مهندسی مواد، دانشگاه صنعتی شیراز
3 - دانشجو کارشناسی ارشد مهندسی مواد، دانشگاه صنعتی شیراز.
4 - استادیار دانشکده مهندسی مواد، دانشگاه صنعتی شیراز.
5 - مربی گروه شیمی، واحد مرودشت، دانشگاه آزاد اسلامی، مرودشت، ایران
6 - دانشجو کارشناسی ارشد مهندسی مواد، دانشگاه صنعتی شیراز.

تاريخ الإرسال : 21 الأحد , ربيع الثاني, 1437 تاريخ التأكيد : 21 الأحد , ربيع الثاني, 1437 تاريخ الإصدار : 11 الخميس , ربيع الثاني, 1437

الکلمات المفتاحية: نانو شبه بلور, فازهای بلوری, آسیا کاری مکانیکی, میکروسکوپ تونلی روبشی, آزمون پلاریزاسیون, محلول سولفات سدیم یک مولار و محلول کلرور سدیم %5/3,

ملخص المقالة :

در این مقاله، ترکیبات نانو شبه بلوری آلومینیوم-نیکل-کروم به وسیله آسیا کاری مکانیکی پس از عملیات حرارتی و کوئنچینگ متعاقب، با موفقیت ساخته شدند. اثر دمای عملیات حرارتی بر تشکیل فازهای بلوری و شبه بلوری به وسیله پراش پرتو ایکس و میکروسکوپ تونلی روبشی مطالعه شد. اندازه بلور فاز شبه بلوری به وسیله میکروسکوپ الکترونی عبوری در بزرگنمایی بالا بررسی شد. افزون بر این، رفتار خوردگی ترکیبات تولید شده، به وسیله آزمون پلاریزاسیون با استفاده از پتانسیواستات 3-الکتروده در دو محلول سولفات سدیم یک مولار و کلرور سدیم %5/3 وزنی، ارزیابی شد. مشخص شد که ساختار ترکیبات آلیاژی، به گونه قابل ملاحظه ای متاثر از دمای عملیات حرارتی می باشد به این ترتیب که فاز شبه بلوری فقط در دماهای عملیات حرارتی نسبتاً بالا قابل تولید است. بر این اساس، فاز سه تایی ζ (با ساختار هگزاگونال)، دو فاز دوتایی ₂γ و δ (به ترتیب با ساختارهای رومبوهدرال و هگزاگونال) و فاز شبه بلوری ده وجهی D₃ به ترتیب در دماهای 900، 1000 و 1100 درجه سانتی گراد، تشکیل شدند و مشاهده شد که فاز شبه بلوری در مقیاس نانو می باشد. هم­چنین، مشخص شد که فاز شبه بلوری می تواند مقاومت به خوردگی نمونه­های تولید شده را در هر دو محلول کلرور سدیم و سولفات سدیم، به گونه چشمگیری بهبود بخشد.

المصادر:

 

1- D. Shechtman, I. Blech, D. Gratias, and J.W. Cahn., "Metallic Phase with Long Range Orientational Order and No Translation Symmetry", Physical Review,Vol.53, 1951-1954, 1984.

2- D. Rouxel and P. Pigeat, "Surface Oxidation and Thin Film Preparation of AlCuFe Quasicrystals", Progress in Surface Science, Vol. 81, pp. 488-514, 2006.

3- S. Ranganathan, K. Chattopadhyay,  A. Singh and K.F. Kelton, "Decagonal Quasicrystals", Progress in Materials Science, Vol. 41, pp. 195-240, 1997.

4- Y.H. Qi, Z.P. Zhang, Z.K. Hei and C. Dong, "The Microstructure Analysis of Al-Cu-Cr Phases in Al₆₅Cu₂₀Cr₁₅ Quasicrystalline Particles /Al base Composites", Journal of Alloys and Compounds, Vol. 285, pp. 221-228, 1999.

5- S.M. Lee, J.H. Jung, E. Fleury, W.T. Kim and D.H. Kim, "Metal Matrix Composites Reinforced by Gas-atomised Al-Cu-Fe Powders", Materials Science and Engineering, Vol. 294-296, pp. 99-103, 2000.

6- C. Zhenhua, Q. Chongliang, W. Yun, J. Xiangyang and Z. Duosan, "Preparation and Study of AI-Cr, AI-Cr-Mn Quasicrystalline Powders", Journal of Materials Science, Vol. 26, pp. 6496-6500, 1991.

7- B. Grushko and D. Holland-Moritz, "Decagonal Quasicrystals in Al-Co, Al-Ni and in their Ternary Alloys", Materials Science and Engineering A, Vol. 226-228, pp. 999-1003, 1997.

8- M. Ohtsuki, N. Koshikawa, S. Yoda, R. Tamura, K. Edagawa and S. Takeuchi, "Icosahedral Quasicrystal in the Al-Rh-Si Ternary System", Journal of Alloys and Compounds, Vol. 342, pp. 42-44, 2002.

9- C.C. Koch and J.D. Whittenberge, "Review Mechanical Milling/Alloying of Intermetallics", Intemrrtdlics, Vol. 4, pp. 339-355, 1996.

10- F. Talatori, M.J. Hadiyan Fard, R. Amini and M. Alizadeh, "Characterization and Dielectric Properties of Nanocrystalline NiO-based Electroceramics Prepared by Mechanical Alloying", Journal of New Materials, Vol. 4, pp. 41-54, 2013.

11- A.P. Tsai, A. Inoue and T. Masumoto, "New Decagonal Al-Ni-Fe and Al-Ni-Co Alloys Prepared by Liquid Quenching", Materials Transactions, JIM, Vol. 30, pp. 150-154, 1989.

12- W.L. Zhou, X.Z. Li, and K.H. Kuo, "A New Hexagonal Metastable Phase Coexisting with the Decagonal Quasicrystal in AI-Cr-Ni and AI-Mn-Ni Alloys", Scripta Metallurgica, Vol. 23, pp. 1571-1574, 1989.

13- A. Inoue, H.M. Kimura, K. Sasamori and T. Masumoto, "High Mechanical Strength of Al-(V, Cr, Mn)-(Fe, Co, Ni) Quasicrystalline Alloys Prepared by Rapid Solidification", Materials Transactions, The Japan Institute of Metals and Materials, Vol. 37, pp. 1287-1292, 1996.

14- F. Weitzer, W. Xiong, N. Krendelsberger, S. Liu, Y. Du and J.C. Schuster, "Reaction Scheme and Liquidus Surface in the Al-Rich Section of the Al-Cr-Ni System", Metallurgical and Materials Transactions A, Vol. 39A, pp. 2363-2369, 2008.

15- B. Grushko, W. Kowalski, D. Pavlyuchkov, S. Mi and M. Surowiec, "Al-rich region of the Al-Ni-Cr alloy system below 900 ºC", Journal of Alloys and Compounds, Vol. 485, pp. 132-138, 2009.

16- B. Grushko, W. Kowalski, D. Pavlyuchkov, B. Przepiorzynski and M. Surowiec, "A Contribution to the Al-Ni-Cr Phase Diagram", Journal of Alloys and Compounds, Vol. 460, pp. 299-304, 2008.

17- E. Rosell-Laclau, M. Durand-Charre and M. Audier, "Liquid-solid Equilibria in the Aluminium-rich Corner of the Al-Cr-Ni System", Journal of Alloys and Compounds, Vol. 233, pp. 246-263, 1996.

18- D.W. Deng and K.H. Kuo, "Crystal Structure of the b.c.o. Al (Cr, Ni) Decagonal Approximant", Journal of Alloys and Compounds, Vol. 342, pp. 101-104, 2002.

19- V. Drits, J. Srodon and D.D. Eberl, "XRD Measurement of Mean Crystallite Thickness of Illite and Illite/Smectite: Reappraisal of the Kubler Index and the Scherrer Equation", Clays and Clay minerals, Vol. 45, pp. 461-475, 1997.

20- R.K. Mandal and S. Lele, "Periodic pentagonal and decagonal quasicrystals", Physical review letters, Vol. 62(23), pp. 2695, 1989.

21- M. Audier and P. Guyot., "Al4Mn quasicrystal atomic structure, diffraction data and Penrose tiling", Philosophical Magazine B, Vol. 53(1), pp. L43-L51, 1986.

22- E. Ura-Binczyk, N. Homazava, A. Ulrich, R. Hauert, M. Lewandowska, K.J. Kurzydlowski and P. Schmutz, "Passivation of Al-Cr-Fe and Al-Cu-Fe-Cr Complex Metallic Alloys in 1 M H2SO4 and 1 M NaOH Solutions", Corrosion Science, Vol. 53, pp. 1825-1837, 2011.

23- A. Rudiger, U. Koster, "Corrosion of Al-Cu-Fe Quasicrystals and Rlated Crystalline Phases", Journal of Non-Crystalline Solids, Vol. 250-252, pp. 898-902, 1999