عنوان
بررسي سنتز و ريزساختار كامپوزيت آلومينا-نيكل-كبالت از روش احياي اسپينل‌هاي محلول جامد
نويسنده اصلي
جعفر باصري
مقطع تحصيلي
كارشناسي ارشد
چكيده
چكيده
كامپوزيتهاي سراميك-فلز، به ويژه كامپوزيتهاي پايه آلومينايي به دليل خواص مكانيكي مناسب مد نظر پژوهشگران و صنعت‌گران بوده‌اند. در كامپوزيت‌ها با افزايش مقدار فاز فلزي، هم‌زمان با افزايش چقرمگي كاهش سختي و استحكام خمشي رخ مي‌دهد و اين كاهش سختي و استحكام خمشي مي‌تواند كاربرد آن‌ها را محدود كند. در اين پژوهش سنتز اسپينل‌هاي حاوي فلز مورد نظر و سپس احياء و زينتر مخلوط حاوي اسپينل و اجزاي ديگر به‌عنوان راه حلي براي كاهش مشكلات ساخت از قبيل عدم توزيع همگن ذرات فلزي و تجمع و رشد آن‌ها و خواص كامپوزيتهاي سراميك-فلز در نظر گرفته شده است.
در ابتدا اثر چنگك‌دارهاي گلايسين-سولفات و سيترات-سولفات در سنتز اسپينل آلومينات كبالت به عنوان ماده اوليه كامپوزيتي تحت سنتزهاي احتراقي و سل-ژل سيتراتي مورد بررسي قرار گرفت كه مشاهده شد چنگك‌دارهاي گلايسين-سولفات نتوانستند كمپلكس‌هاي مناسبي براي سنتز اسپينل تشكيل دهند ولي سيترات-سولفات هاي عامل كمپلكس ساز مناسبي براي سنتز بودند و توانستند در دماي C◦ 700 اسپينل را تشكيل دهند.
در گام دوم احياء اين اسپينل از سه روش بستر كربني، احياء واكنشي با پودر آلومينيوم (احياي آلومينوترميك) و احياء آلومينوترميك حين زينتر با پلاسماي جرقه‌اي مورد بررسي قرار گرفت كه مشاهده شد احياء آلومينوترميك حين زينتر مي‌تواند گزينه مناسب‌تري براي احياء باشد زيرا بدون هيچ‌گونه عمليات حرارتي اضافه قبل از زينتر، منجر به ريزساختاري بهتري مي‌شود.
در نهايت، مخلوط حاوي اسپينل‌هاي مورد نظر، آلومينيوم و آلومينا در دستگاه زينتر پلاسماي جرقه‌اي (SPS) با فشار MPa 30 و اتمسفر خلاء دماي C◦ 1400 به مدت 10 دقيقه تحت احياء و زينتر هم‌زمان قرار گرفتند. براي مقايسه نمونه آلومينايي نيز در دماي C◦ 1600 تحت شرايط فوق زينتر پلاسماي جرقه‌اي شد. نتايج نشان داد كه چگالي نسبي سه كامپوزيت آلومينا-نيكل، آلومينا-كبالت و آلومينا-نيكل-كبالت به ترتيب به 4/95%، 5/94% و 6/98% رسيدند. استحكام خمشي سه نقطه‌اي به ترتيب 357، 354 و 380 مگا پاسكال چقرمگي اين كامپوزيت‌ها به ترتيب 2/9، 1/9 و 1/11 مگا پاسكال مجذور متر و سختي‌ها نيز به ترتيب 8/11، 4/11 و 6/14 گيگا پاسكال به دست آمد. نمونه آلومينايي به چگالي نسبي 5/98% و استحكام خمشي 280 مگا پاسكال و 3/7 چقرمگي مگا پاسكال مجذور متر و سختي 6/15 گيگا پاسكال رسيد.
واژه‌هاي كليدي: آلومينا، محلول جامد، كامپوزيت آلومينا نيكل-كبالت، احياء، زينتر پلاسماي حرارتي
شماره ركورد
189004
دانشگاه
دانشگاه علم و صنعت ايران
استاد مشاور
دكتر گلستاني فرد
رشته تحصيلي
سراميك
استاد راهنما
دكتر نقي زاده - دكتر رضايي