بررسي اثر افزودني هاي BaO و MgO بر خواص فيزيكي و مكانيكي سرمت 5Ni/10NiO.90NiFe2O4

كارشناسي ارشد

سرمت‌هاي 5Ni/10NiO-90NiFe2O4 به‌عنوان آند خنثي (غيرمصرفي) در فرآيند الكتروليز مذاب آلومينا-كريوليت به منظور تهيه‌ي آلومينيوم مطرح مي‌باشند. مطالعه از جنبه‌ي بهبود خواص مختلف اين سرمت‌ها همچنان ادامه دارد. در اين پژوهش تاثير افزودني‌هاي MgO و BaO روي خواص مكانيكي و فيزيكي و ريزساختاري اين سرمت‌ها مطالعه گرديد. ابتدا تركيب 10NiO.90NiFe2O4 با استفاده از مخلوط كردن سولفات‌هاي نيكل و آهن و كلسينه كردن آن¬ها در ºC1000 در اتمسفر معمولي سنتز شد. پس از مخلوط كردن تركيب فوق با Ni فلزي و كربنات‌هاي منيزيم و باريم، نمونه¬هاي مختلف حاوي 0، 1، 3 و 5 درصد وزني از MgO و BaO تحت پرس ايزواستاتيك قرار گرفته و پس از پخت در كوره‌ي خلا در دماي ºC1300 سرمت‌هاي نهايي به‌دست آمدند. يك تركيب نيز حاوي هر دو افزودني در مجموع به ميزان 3% وزني و با نسبت مساوري از هركدام از افزودني‌هاي MgO و BaO و يك تركيب بدون افزودني بود. پس از پخت، خواص نمونه‌ها از نظردانسيته و تخلخل به روش ارشميدس،آناليز فازي به روش پراش اشعهي X (XRD)، خواص ريزساختاري توسط ميكروسكوپ الكتروني (SEM+EDX) سنجيده شد. نتايج حاكي از آن بود كه نمونه‌ي بدون افزودني دانسيته‌ي حدود 91% داشت كه با افزودن BaO در پنج درصد وزني از آن به حدود 95% افزايش يافت. الگوي پراش اشعه‌ي X از نمونه‌ها نمايشگر انحلال مقداري از BaO در اسپينل NiFe2O4 و همچنين تشكيل تركيب‌هاي BaFe2O4 و BaFe12O19 مي‌باشد كه به دليل نقطه‌ي ذوب پايين‌تر مي‌توانند نقش فعال‌تري در زينتر نمونه‌ها و افزايش دانسيته‌ي نسبي (تا %95) و افزايش استحكام (تا MPa91) داشته باشند. البته، به دليل سختي پايين تركيب‌هاي فوق نسبت به اسپينل NiFe2O4، سختي نمونه‌هاي حاوي BaO نسبت به نمونه‌هاي بدون افزودني در 5% وزني افزودني به GPa4/1 افت كرده بود. در نمونه‌هاي حاوي افزودني MgO بخشي از MgO در اسپينل NiFe2O4 انحلال يافته و بخشي ديگر اسپينل شبه MgFe2O4 داده بود كه به دليل ديرگدازي سيستم اين افزودني نتوانسته است موجب بهبود زينتر گردد به‌طوري كه دانسيته‌ي نسبي و استحكام در 5 درصد وزني از افزودني منيزيا به‌ترتيب (83%) و (MPa44) به دست آمد كه نسبت به نمونه‌ي بدون افزودني كاهش يافته‌ بود. در حالت كلي با مقايسه¬ي تاثير اين دو افزودني به اين نتيجه رسيده شد كه عملكرد MgO در نتايج سختي بهتر از نتايج حاصل از BaO و برعكس اين حالت براي نتايج استحكام و دانسيته صادق بود.

190487

دانشگاه علم و صنعت ايران

دكتر مسعودپناه

سراميك

دكتر نقي زاده - دكتر رضايي