بررسی تأثیر سرعت آسیاکاری بر تولید نانوکامپوزیت درجای Al2O3-ZrB2 با استفاده از روش مکانوشیمیایی

محورهای موضوعی : فصلنامه علمی - پژوهشی مواد نوین

لیلا دریس ¹ , شهریار شرفی ²

1 - کارشناسی ارشد مواد، بخش مهندسی مواد، دانشگاه شهید باهنر کرمان
2 - استاد، بخش مهندسی مواد، دانشگاه شهید باهنر کرمان

تاریخ دریافت : 1392/11/16 تاریخ پذیرش : 1392/11/16 تاریخ انتشار : 1393/03/01

کلید واژه: بوریدزیرکونیم, سنتز مکانوشیمیایی, آنالیز حرارتی افتراقی, کامپوزیت درجا,

چکیده مقاله :

    در این پژوهش اثر سرعت آسیاکاری بر سامانه احتراقی Al/ZrO₂/H₃BO₃مورد بررسی قرار گرفت. بدین منظور پودرهای خام اولیه با نسبت­های استوکیومتری مشخص و نسبت گلوله به پودر 1:10 با سرعت­های350، 450 و500 دور بر دقیقه به مدت 15 ساعت تحت عملیات آسیاکاری قرار گرفتند. هم‌چنین، آنالیز حرارتی افتراقی(DSC ) با نرخ گرمایش°C/min 40 بر روی نمونه­ها انجام شد. بمنظور بررسی فازهای تشکیل شده، آنالیز فازی XRD بر روی نمونه­ها صورت پذیرفت و نتایج نشان دادند که در سرعت­های پایین، کامپوزیت مورد نظر تشکیل نشده و تنها برخی از فازهای بین فلزی Al-B ظاهر شده است. هم‌چنین، با افزایش سرعت آسیاکاری احتمال سنتز کامپوزیت در محفظه آسیاب بیشتر خواهد شد. در نمونه آسیا شده با سرعت rpm 500 مشاهده شد که پس از 7 ساعت آسیاکاری سنتز کامپوزیت Al₂O₃-ZrB₂ در محفظه آسیاب، طی یک واکنش انفجاری (به شدت گرمازا) انجام گرفت. ریخت شناسی کامپوزیت سنتز شده با میکروسکوپ الکترونی روبشی، SEM، بررسی شد که ساختار کاملا متخلخل را نشان داد. میانگین اندازه دانه­ها برای دو جزء کامپوزیتی آلومینا و بورید زیرکونیم با استفاده از روش ویلیامسون-هال به ترتیب 58 و 42 نانومتر محاسبه شد.

چکیده انگلیسی:

In this study the effect of milling speed on Al/ZrO₂/H₃BO₃ combustion system is evaluated. The powders were milled at different speed (350, 450 and 500 rpm) for 15 hours. Also, differential thermal analysis (DSC) was performed on the samples. In order to investigate the formed phases, XRD phase analysis was done on the samples. The results showed that the formation of composite has not been achieved at low speeds, and only some intermetallic phases (such as Al-B) were appeared. Also, by increasing the speed of milling, the probability of composite synthesis (in the chamber) will increase. However, increasing the milling speed up to 500 rpm leads to the formation of the composite inside the mill by mechanochemical method with releasing substantial amount of heat. Scanning electron microscopy results show that the morphology of the synthesized composite is highly porous one. The average grain size of  alumina and zirconium borides were measured 58 and 42 nm, respectively.