The effect of ball milling on kinetics of the thermite reaction of 3Fe2O3 + 8Al powder mixture to synthesize Fe3Al-Al2O3 nanocomposite was investigated using differential thermal analysis. A model-free method was applied to the non-isothermal differential calorimetry (DSC) data to evaluate the reaction kinetics according to the Starink method. The activation energy of the thermite reaction in the Fe2O3-Al system in ball milled 3Fe2O3 + 8Al powder mixture was determined to be 97 kJ/mole, which is smaller than that for non-milled powder mixture indicating the change of reaction mechanism. The change in the reaction mechanism could be resulted from the formation of short-circuit diffusion paths occurring in the precursors during milling. The change in the reaction mechanism of such nanostructured 3Fe2O3 + 8Al powder mixture could be reason of the formation of desired phases (Fe3Al and Al2O3), which such stoichiometric phases cannot be achieved by conventional molten state thermite reaction. Manuscript profile

The effect of ball milling on kinetics of the thermite reaction of 3Fe2O3 + 8Al powder mixture to synthesizeFe3Al-Al2O3 nanocomposite was investigated using differential thermal analysis. A model-free methodwas applied to the non-isothermal differential calorimetry (DSC) data to evaluate the reaction kineticsaccording to the Starink method. The activation energy of the thermite reaction in the Fe2O3-Al systemin ball milled 3Fe2O3 + 8Al powder mixture was determined to be 97 kJ/mole, which is smaller thanthat for non-milled powder mixture indicating the change of reaction mechanisms. The change in thereaction mechanism could be resulted from the formation of short-circuit diffusion paths occurring inthe precursors during milling. The change in the reaction mechanism of such nanostructured 3Fe2O3 +8Al powder mixture could be reason of the formation of desired phases (Fe3Al and Al2O3), which suchstoichiometric phases cannot be achieved by conventional molten state thermite reaction. Manuscript profile

هدف از این پژوهش، مقایسه اثر درصد گرافیت (5-0 درصد وزنی) بر خواص مکانیکی و سایشی نانوکامپوزیت زمینه آلومینیوم است. ساخت نمونه‌های بالک به روش آسیاکاری/ پرس گرم (دمای ‎°C‎ 420، فشار MPa 400، زمان h 1 ‎(‎ انجام شد. با توجه به نتایج به دست آمده در این پژوهش، افزودن گرافیت به زمینه آلومینیوم تاثیر چشمگیری در بهبود خواص سایشی زمینه آلومینیوم ایجاد کرده است. بهترین عملکرد سایشی مربوط به نمونه کامپوزیت حاوی 5 درصد وزنی گرافیت بود که به میزان 62 درصد کاهش در نرخ سایش و 5/2 مرتبه کاهش در ضریب اصطکاک را نسبت به نمونه آلومینیوم تقویت نشده نشان داد‎.‎ با وجود اینکه افزایش درصد گرافیت در محدوده 5-0 درصد وزنی بصورت پیوسته باعث بهبود در رفتار سایشی کامپوزیت می‌شود، ولی افت همزمان خواص مکانیکی (سختی و استحکام فشاری) و چگالی کامپوزیت در نمونه‌های حاوی گرافیت مشاهده شد. Manuscript profile