بررسي عوامل مؤثر در توليد كامپوزيت NiAl/TiB2/TiC توسط فرآيند سنتز احتراقي

كارشناسي ارشد

هدف از پژوهش حاضر توليد كامپوزيت NiAl-TiB2-TiC با استفاده از فرآيند سنتز احتراقي و بررسي عوامل مؤثر بر فرآيند است. مواد اوليه پودري شامل آلومينيم و نيكل به عنوان پودرهاي پايه و كاربيدبور و تيتانيم به عنوان عوامل افزايش گرمازايي واكنش و همچنين جهت توليد فازهاي سراميكي بودند كه از اين پودرها به منظور تهيه مخلوطهاي فشرده پودري Ni+Al:3Ti+B4C استفاده شد. نمونههاي فشرده به دست آمده در اتمسفر آرگون و دركوره القايي تحت گرمايش با سرعت بالا قرار گرفتند. اثر پارامترهاي اندازه ذرات نيكل و تيتانيم، نسبت وزني عوامل گرمازا، نيروي اعمالي در حين سنتز و چگالي نسبي خام روي محصول واكنش، زمان افروزش، ميكروسختي و تخلخل مورد بررسي قرار گرفت. مشخصات نمونه هاي سنتز شده از نظر فازي و ريزساختار توسط دستگاه XRD و SEM مجهز به EDS مورد ارزيابي قرار گرفت. درصد تخلخل نمونه ها با روش ارشميدس و توزيع آن ها به كمك آناليز تصويري انجام شد. نتايج نشان داد كه محصول نهايي شامل سه فاز غالب NiAl، TiB2 و TiC است، با كاهش اندازه متوسط ذرات نيكل از 87 ميكرون به 3 ميكرون، به جهت افزايش سطوح تماس، زمان افروزش نمونه ها كاهش يافته و نمونه ها با شدت بيشتري واكنش مي دهند. همچنين ميزان سختي نمونه ها به دليل ريزدانگي ساختارنهايي از HV100730±62 به HV100 890±34 رسيد، تخلخل هم حدود 10% كاهش پيدا كرد. نتايج مشابه براي ذرات تيتانيم بدست آمد. نتيجه افزايش نسبت وزني عوامل گرمازا در تركيب اوليه، كاهش زمان افروزش، افزايش تخلخل و سختي زمينه بود به طوري كه با افزايش درصد وزني عوامل گرمازا از 5% به 45% وزني، ميكروسختي از HV100 428±88 به HV100 960±37 و تخلخل از %25.1 به 46.8% رسيد. اعمال نيرو در حين سنتز باعث حذف تخلخل هاي باز شد، به طوري كه با اعمال نيروي Kg60 به نمونه ها، نمونه اي با 3.7% تخلخل به دست آمد، با افزايش نيروي اعمالي، زمان افروزش به دليل افزايش سطح تماس كاهش يافت. تغيير نيرو تأثيري روي سختي نداشت. افزايش چگالي نسبي خام، ميزان تخلخل ثانويه را كاهش داد، به طوري كه ميزان تخلخل هاي نمونه هاي 65% و 95% چگالي خام بعد از سنتز به ترتيب %58.8 و 26.9% بود. نمودار تغييرات زمان افروزش با چگالي نسبي داراي نقطه ي كمينه در چگالي نسبي %85 بود. تأثير عمده اي روي سختي با افزايش چگالي مشاهده نشد. همچنين در نمونه هاي با چگالي نسبي پايين، واكنش به طور كامل انجام نگرفته است. واژه‌هاي كليدي: كامپوزيت متراكم، كامپوزيت NiAl-TiC-TiB2، عوامل گرمازا، آلومينايد نيكل، تقويت كننده¬هاي سراميكي

191346

دانشگاه علم و صنعت ايران

استخراج فلزات

دكتر منصور سلطانيه - دكتر ماندانا عادلي