بررسي خواص مكانيكي كامپوزيت Al-TiC توليد شده از مخلوط پودري Al+Ti+C به روش سنتز احتراقي

كارشناسي ارشد

هدف از تحقيق حاضر بررسي خواص سختي و فشاري كامپوزيت Al-TiC توليد شده به روش سنتز احتراقي خود پيشرونده دما بالا است. در اين آزمايش از پودرهاي اوليه آلومينيوم، تيتانيوم و كربن استفاده شد و از آسياي گلوله‌اي به جهت مخلوط و همگن كردن پودرها مورد استفاده قرار گرفت. اين مخلوط پودري به شكل استوانه فشرده با تركيبات مختلف آلومينيوم، تيتانيوم و كربن به صورت xAl+Ti+C به دست آمد. سه نمونه استوانه‌اي با درصدهاي 70،60 و 80 درصد وزني آلومينيوم تهيه شد. در اين تحقيق، فرايند سنتز در كوره القايي در اتمسفر آرگون تحت گرمايش با سرعت بالا انجام شد. فازهاي تشكيل شده به روش سنتز احتراقي با استفاده از آناليز پراش پرتو ايكس (XRD) و تصاوير ميكروسكوپ الكتروني روبشي (SEM) مورد بررسي قرار گرفت. همچنين رفتار حرارتي نمونه‌ها با استفاده از آناليز حرارتي DTA بررسي شد. با توجه به نتايج پراش اشعه ايكس و ميكروسكوپ الكتروني هر سه نمونه، سنتز با موفقيت انجام شد. هرچه مقدار واكنش دهنده‌هاي Ti و C بيشتر باشد محصولات خالص شامل Al و TiC به دست مي‌آيد و فازهاي مياني 〖Al〗_3 Ti به مقدار ناچيز وجود دارند. با افزايش درصد ذرات تقويت-كننده سخت مانند TiC در زمينه آلومينيومي، سختي و استحكام فشاري كامپوزيت‌هاي Al-TiC نسبت به زمينه فلزي آن افزايش مي‌يابد. از طرفي با افزايش مقدار ذرات تقويت‌كننده TiC، واكنش سنتز احتراقي با شدت بيشتري انجام مي‌شود و باعث به وجود آمدن عيوبي مانند تخلخل و ترك‌ در نمونه مي‌شود كه بر خصوصيات مكانيكي كامپوزيت از جمله سختي و استحكام فشاري تاثير منفي مي‌گذارد. كامپوزيت Al-30wt% TiC با سختيHB 76/80 و استحكام فشاري MPa 375 بهترين خواص مكانيكي را در بين نمونه¬هاي مورد بررسي نشان مي¬دهد. نتايج آناليز حرارتي نشان مي‌دهد كه واكنش سنتز با ذوب آلومينيم آغاز شده، با واكنش-هاي گرمازاي تشكيل TiC از مذاب Al-Ti-C طي يك مكانيزم انحلال - رسوب ادامه مي¬يابد.

207870

دانشگاه علم و صنعت ايران

ماندانا عادلي

مهندسي مواد و متالورژي- شناسايي و انتخاب مواد مهندسي

حسن ثقفيان