توليد آلياژ كبالت-كروم به روش آلياژسازي مكانيكي از اكسيدهاي كبالت و كروم

كارشناسي ارشد

در پروژة حاضر از فرآيند آلياژسازي مكانيكي (MA) با توجه به ويژگي¬هاي منحصربه‌فرد آن(هزينه پايين، قابليت انجام در دماي محيط ، عدم نياز به فعال¬سازي حرارتي و توزيع يكنواخت ذرات تقويت كننده) و نيز نقطه ذوب بالاي آلياژهاي پايه كبالت، به‌منظور توليد آلياژ كبالت-كروم استفاده شده است. در اين پژوهش، آزمايش¬ها در چهار بخش كلي انجام گرفت كه در تمام اين مراحل فرآيند آسياكاري توسط يك آسياي گلوله-اي پرانرژي از نوع فست ميل با نسبت گلوله به پودر15:1، سرعت rpm 400 در دما و اتمسفر محيط انجام گرفت. سپس محصول‌هاي به‌دست‌آمده از فعال¬سازي مكانيكي به‌وسيله¬ي پراش پرتوايكس (XRD) و ميكروسكوپ الكتروني روبشي (SEM) مورد مطالعه قرار گرفتند. در بخش اول احياء مكانوشيميايي اكسيد كبالت به همراه گرافيت مورد بررسي قرار گرفت. نتايج آناليز XRD نشان داد كه واكنش احياء در مدت 72 ساعت آسياكاري رخ نداده است. به دليل احياء نشدن اكسيد كبالت در بخش دوم آزمايش¬ها نسبت¬هاي مختلفي از پودر آلومينيوم به مخلوط پودري اضافه گرديد. نتايج XRD و SEM نشان داد كه درنتيجه آسياكاري به مدت 36 ساعت در حضور"3" /"4" مقدار موازنه¬اي Al احياي مكانوشيميايي به‌طور كامل انجام شده است. در بخش سوم آزمايش‌ها احياء هم¬زمان اكسيد كبالت و اكسيد كروم به همراه گرافيت و"3" /"4" مقدار موازنه¬اي Al خالص با تركيب هدف Co-20%Cr مورد بررسي قرار گرفت. نتايج XRD نشان داد كه در نتيجة 12 ساعت آسياكاري مكانيكي واكنش‌هاي احياء به‌طور كامل انجام مي‌شوند به‌طوري‌كه پيك‌هاي مربوط به مواد اوليه به‌طور كامل حذف گرديد و پيك‌هاي كبالت، كروم و آلومينا ظاهر مي‌گردند. مشاهده شد كه با افزايش زمان آسياكاري تا 36 ساعت اندازة ذرات و آگلومره¬هاي ايجاد شده كاهش يافته است. بررسي محصول‌هاي توليدشده توسط SEM نشان داد كه كامپوزيت زمينه Co-Cr با ذره‌هايي از α-Al2O3 تشكيل‌شده است. همچنين در اين بخش تأثير مقادير مختلف كربن بر محصول توليدشده مورد بررسي قرار گرفت. نتايج نشان داد كه گرافيت به‌عنوان PCA عمل مي¬كند و مانع چسبيدن ذرات به يكديگر مي¬شود. در بخش چهارم از پژوهش¬ها، احياء هم‌زمان اكسيد كبالت و اكسيد كروم در حضور Al و بدون گرافيت مورد بررسي قرار گرفت. در اين بخش مشكل چسبيدن مواد به محفظة آسياكاري و ايجاد كلوخه¬هاي به¬ وجود آمد كه به ترتيب با افزودن 1% وزني كل شارژ گرافيت و 1-3% وزني كل شارژ پودر اسيد استئاريك به‌عنوان PCA نيز اين مشكل برطرف نگرديد. واژه‌هاي كليدي: آلياژسازي مكانيكي، احياء مكانوشيميايي، احياء هم‌زمان اكسيد كبالت و گرافيت، آلياژ Co-Cr، آلومينوترمي اكسيد كبالت و اكسيد كروم

191044

دانشگاه علم و صنعت ايران

انتخاب و شناسايي و انتخاب مواد فلزي

دكتر مسعود گودرزي