بررسی پارامترهای موثر بر تف جوشی نانوکامپوزیت Al2O3-TiB2سنتز شده به روش مکانوشیمیایی و ارزیابی خواص مکانیکی آن

محورهای موضوعی : فصلنامه علمی - پژوهشی مواد نوین

مهدی شاه بندری سورانی ¹ (دانشجوی کارشناسی ارشد، دانشکده مهندسی مواد، دانشگاه آزاد اسلامی واحد نجف آباد.)
رضا ابراهیمی کهریزسنگی ² (دانشیار دانشکده مهندسی مواد، دانشگاه آزاد اسلامی واحد نجف آباد.)
ابراهیم کرمیان ³ (استادیار دانشکده مهندسی مواد، دانشگاه آزاد اسلامی واحد نجف آباد.)

تاریخ دریافت : 1394/06/29 تاریخ پذیرش : 1394/06/29 تاریخ انتشار : 1394/06/01

کلید واژه: نانوکامپوزیت, سنتز مکانوشیمیایی, آلومینا- دی بوراید تیتانیوم, تف جوشی,

چکیده مقاله :

تف جوشی نانوکامپوزیت Al₂O₃-TiB₂ سنتز شده به روش مکانوشیمیایی بمنظور بهبود خواص آن مورد بررسی قرار گرفت. بدین منظور، ابتدا مواد اولیه شامل پودر آلومینیوم(Al)، اکسیدتیتانیوم(TiO₂) و اکسیدبور(B₂O₃) با نسبت استوکیومتری مخلوط شده و در دمای محیط، در اتمسفر خنثی و در زمان های 5/2، 6 و10ساعت آسیاب شدند.
    آنالیز پراش پرتو ایکس (XRD) بمنظور تعیین نوع فازهای تشکیل شده و اندازه دانه های کریستالی مورد استفاده قرار گرفت. در ادامه جهت بررسی رفتار تف جوشی نانوکامپوزیت آلومینا-دی بوراید تیتانیوم و آماده سازی بدنه با چگالی بالا، پودرهای تهیه شده در فشار MP700 پرس و مقادیر چگالی و تخلخل اندازه گیری شدند. سپس نمونه ها داخل کوره در اتمسفر خنثی در دماهای 1100 تا C°1400 و زمان های 1 تا 4 ساعت تف جوشی شدند. در نهایت، خواص نهایی قطعه از جمله استحکام فشاری، سختی وچگالی در جهت بهینه سازی دما و زمان تف جوشی مورد بررسی قرار گرفت. هم­چنین، ریخت شناسی و اندازه ذرات با استفاده از میکروسکوپ الکترون روبشی (SEM) بررسی شد. نتایج بدست آمده نشان دادند که تف جوشی در دمای C°1400 به گونه کامل انجام گرفته است. در این دما، نمونه دارای بیش­ترین مقدار چگالی (³g/cm8/3) و هم­چنین، دارای سختیHV 927و استحکام فشاری MPa500 می باشد

منابع و مأخذ:

1- Y. Han, Y. Dai, D. Shu, J. Wang, and B.Sun, Electronic and Bonding Properties of TiB₂,Journal of Alloys and Compounds, PP. 327-331. 2007.

2- S. Q. Wu, H. G. Zhu and S. C. Tjong, Wear Behavior of Insitu Al-Based Composites Containing TiB₂, Al₂O₃, and Al₃Ti Particles, Metallurgical and Materials Transactions, Vol 30, PP. 243-248. January 1999.

3- Zh. Jinyong, T. Wenjun, F. Zhenegyi, W. Weiming, and Z. Qingjie, Fabrication of Homogenous Dispersion TiB₂-Al₂O₃composites, Journal of Wuhan University of Technology-Mater. Sci. Ed. PP.681-683. Aug. 2011.

4- R. V. Krishnarao, and J. Subrahmanyam, Studes on the formation of TiB₂ through Carbothermal Reduction of TiO₂ and B₂O₃,Materials Science and Engineering, PP. 145-151. June 2003.

5- E. MohamadSharifi, F. Karimzade, and M. H. Enayati, Preparation of Al₂O₃-TiB₂ Nanocomposite powder by Mechanochemical Reaction between Al, B₂O₃ and Ti, Advanced Powder Technology, PP. 526-531. 2011.

6- M.A.Khaghani-Dehaghani, R. Ebrahimi-kahrizsangi, N. Setoudeh, and B. Nasiri-tabrizi, Mechanochemical Synthesis of Al2O3-TiB2 Nanocomposite Powder from Al-TiO2-H3Bo3 Mixture, International Journal of Refractory Metals and Hard Materials, PP. 244-249. 2011.

7- Carl C.Koch, Nanostructured Materials Processing, Properties and Applications, North Carolina State University Raleigh, North Carolina PP. 625, 2002.

8- I. kimura, N. Hotta, Y. Hiraoka, N. Saito, and Y. Yokota, Sintering and Characterization of Al2O3-TiB2 Composites, Journal of the European Ceramic Society, Vol 5, PP.23-27. June 1989.

 

9- A. Rabiezadeh, A. Ataie, and A. M. Hadian, Sintering of Al2O3-TiB2 Nanocomposite Drived from Milling Assisted-Sol-Gel Method, International Journal of Refractory Metals and Hard Materials, Volume 33, PP.58-64. July 2012.

10- خاقانی دهاقانی.م، ساخت و مشخصه یابی نانوکامپوزیتهای Al₂O₃-TiB₂ به روش مکانوشیمیایی، دانشکده تحصیلات تکمیلی، دانشگاه آزاداسلامی واحد تهران جنوب، گزارش علمی، بهمن 1389.

11- مینا سعیدی حیدری، حمیدرضا بهاروندی، ناصر احسانی، تحلیل ترمودینامیکی سینتر بدون فشار نانوکامپوزیت B₄C-Si به کمک نرم افزار Factsage،