بررسی ریزساختار، خواص مکانیکی و سایشی نانوکامپوزیت بر پایه V4AlC3 تهیه شده توسط سینتر جرقه پلاسمای واکنشی

محورهای موضوعی : نانومواد

لیلا صادقی ¹ (پژوهشکده سرامیک، پژوهشگاه مواد و انرژی، کرج، ایران)
منصور رضوی ² (پژوهشکده سرامیک، پژوهشگاه مواد و انرژی، کرج، ایران)
محمدمهدی کلانتریان ³ (پژوهشکده سرامیک، پژوهشگاه مواد و انرژی، کرج، ایران)
محمدرضا رحیمی‌پور ⁴ (پژوهشکده سرامیک، پژوهشگاه مواد و انرژی، کرج، ایران)
محسن حسین‌زاده ⁵ (دانشگاه سمنان، دانشکده مهندسی مواد، سمنان، ایران)

تاریخ دریافت : 1400/03/12 تاریخ پذیرش : 1400/03/12 تاریخ انتشار : 1400/04/01

کلید واژه: نانوکامپوزیت, مکس فاز, V4AlC3, سینتر جرقه پلاسمای واکنشی,

چکیده مقاله :

در این تحقیق نانوکامپوزیت مبتنی بر V4AlC3 با روش سینتر جرقه پلاسمای واکنشی (RSPS) با استفاده از مواد اولیه V2O5:Al:C در دمای °C 1400 سنتز شد. بررسی‌های فازی از نانوکامپوزیت تهیه شده با استفاده از آزمون پراش پرتوی ایکس (XRD) انجام شد. ریزساختار نانوکامپوزیت سنتز شده با استفاده از آزمون میکروسکوپی الکترونی روبشی گسیل میدانی (FESEM) مورد ارزیابی قرار گرفت. استحکام خمشی و خواص سایشی نانوکامپوزیت سنتز شده به ترتیب با استفاده از آزمون‌های خمش سه نقطه‌ای و آزمون پین بر روی دیسک مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج آزمون پراش پرتوی ایکس تشکیل فاز V4AlC3 را به عنوان فاز اصلی در کنار محصولات جانبی Al2O3 و V2AlC نشان داد. بررسی‌های ریزساختاری ساختار لایه‌ای نانوکامپوزیت را تایید نمود. همچنین آزمون شیمیایی نقشه عنصری حضور عناصر وانادیوم، کربن و آلومینیوم را تایید کرد. استحکام خمشی برای نانوکامپوزیت سنتز شده برابر با MPa 18±388 حاصل شد. نرخ سایش برای کامپوزیت تهیه شدهmm3/Nm 10-4×4/2 بدست آمد. مطالعات ریزساختاری سطح نانوکامپوزیت پس از آزمون سایش نشان داد مکانیزم اصلی سایش برای نانوکامپوزیت ساخته شده سایش اکسیداسیون می‌باشد.

منابع و مأخذ:

• Hossein-Zadeh, O. Mirzaee, Ceramics International, 45, 2019, 23902.


• Sokol, V. Natu, S. Kota, M.W. Barsoum, Trends in Chemistry, 1, 2019, 210.


• C. Ghosh, S.P. Advances in Science and Technology, 7, 2012, 47.


• Magnuson, M. Mattesini, Thin Solid Films, 621, 2017, 108.


• Jeitschko, H. Nowotny, F. Benesovsky, Journal of the Less Common Metals, 7, 1964, 133.


• Jeitschko, H. Nowotny, Monatshefte Für Chemie-Chemical Monthly, 98, 1967, 329.


• W. Barsoum, L. Farber, I. Levin, A. Procopio, T. El-Raghy, Journal of the American Ceramic Society, 82, 1999, 2545.


• Feng, J. Zhao, Y. Yang, W. Zhang, L. Junyu, X. Cheng, Journal of Materials Research and Technology, 8, 2019, 5774.


• W. Barsoum, M. Radovic, Annual Review of Materials Research, 41, 2011, 195.


• C. Schuster, H. Nowotny, C. Vaccaro, Journal of Solid State Chemistry, 32, 1980, 213.


• Etzkorn, M. Ade, H. Hillebrecht, Inorganic Chemistry, 46, 2007, 7646.


• Gupta, M.W. Barsoum, Electrochemical Society, 151, 2004, 24.


• Hu, J. Zhang, J. Wang, F. Li, J. Wang, Y. Zhou, Journal of the American Ceramic Society, 91, 2008, 636.


• L. Yeh, W.J. Yang, Ceramics International, 39, 2013, 7537.


• Hossein-Zadeh, O. Mirzaee, H. Mohammadian-Semnani, Ceramics International, 45, 2019, 7446.


• M. Hamm, T. Schafer, H. Zhang, C.S. Birkel, Zeitschrift Für Anorg Und Allg Chemie, 642, 2016, 1397.


• Fazili, M.R. Derakhshandeh, S. Nejadshamsi, L. Nikzad, M. Razavi, E. Ghasali, Journal of Alloys and Compounds, 136, 2020, 153857.


• Shirvanimoghaddam, E. Ghasali, A. Pakseresht, S.M.R. Derakhshandeh, M. Alizadeh, T. Ebadzadeh, Journal of Alloys and Compounds, 775, 2019, 601.


• R. Derakhshandeh, M.S. Naeini, E. Ghasali, A. Jam, A. Fazili, M. Alizadeh, Ceramics International, 45, 2019, 6477.


• M.R. Derakhshandeh, M.S. Gohari, E.K. Saeidabadi, A. Jam, A. Fazili, M. Alizadeh, Ceramics International, 44, 2018, 13176.


• Miyauchi, T.H. Okabe, Materials Transactions, 85, 2010, 1004261066.


• Kishimoto, K. Yamaji, M.E. Brito, T. Horita, H. Yokokawa, Journal of Mining and Metallurgy Section B Metallurgy, 44, 2008, 39.


• S. Park, G.G. Kim, S.J. Kim, Journal of Nuclear Materials, 352, 2006, 80.


• V. Chakravarthy, M. Chandran, S.S. Bhattacharya, M.S.R. Rao, M. Kamaraj, Applied Surface Science, 261, 2012, 520.


• Oktay, Z. Kahraman, M. Urgen, K. Kazmanli, Applied Surface Science, 328, 2015, 255.


• Wang, X. Li, X. Wang, S. Cai, P. Ke, A. Wang, Surface and Coatings Technology, 304, 2016, 553.


• S. Gupta, D. Filimonov, V. Zaitsev, T. Palanisamy, M.W. Barsoum, Wear, 264, 2008, 270.