سنتز و مشخصه يابي فازهاي مياني بر پايه Ti-Al-C

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

مهندسي مواد

كارشناسي ارشد

سيستم سه‌تايي Ti-Al-C داراي تركيبات و آلياژهاي بسيار مهم و موردتوجهي است كه يكي از مهم‌ترين آن‌ها، فاز مكس Ti3AlC2 مي‌باشد. فازهاي مكس، نيتريدها يا كاربيدهاي نانولايه سه¬تايي بوده كه ويژگي¬هاي شگفت‌انگيزي را به¬صورت تركيبي از خواص ويژه فلزها و سراميك¬ها، شامل قابليت ماشين¬كاري، هدايت حرارتي و الكتريكي، مقاومت خوردگي و اكسيداسيون و مقاومت در برابر شوك حرارتي نشان مي¬دهند. در حال حاضر Ti3AlC2 به عنوان پركاربردترين فاز مكس به علت خواص خودترميمي به خصوص در دماي بالا مورد توجه مي‌باشد. با اين¬ حال مواردي همچون خواص مكانيكي نسبتا پايين، كاربرد اين تركيب را محدود ساخته‌است. يكي از راه‌هاي بهبود خواص ساختاري و مكانيكي اين فازها جانشيني ساير عناصر به صورت محلول جامد، در شبكه فاز مكس مي‌باشد. لذا در اين پژوهش عناصر موليبدن و بور به طور جزئي به جاي عناصر تيتانيوم و كربن در سيستم سه‌تايي Ti-Al-C افزوده شده و امكان جايگزيني اين عناصر در ساختار فاز مكس بررسي شد. به همين منظور ابتدا پودر عناصر اوليه به نسبت¬هاي استوكيومتري توسط آسياب سياره¬اي مخلوط شد و سپس به كمك دستگاه پرس هيدروليك سرد، فشرده سازي آن¬ها انجام شد. به منظور دستيابي به فازهاي مكس، نمونه¬ها با استفاده از سنتز خوداحتراقي در كوره قوس تحت خلاء توليد شدند كه موجب دستيابي به فاز مكس به ميزان بيش از 80 درصد در نمونه Ti3AlC2 گرديد. بررسي هاي فازي انجام شده به كمك پراش پرتو ايكس نشان داد كه استفاده از بور در ساختار فاز Ti3AlC2 درصد فاز مكس را كاهش داده و باعث كاهش ثابت a و افزايش ثابت c شبكه كريستالي شده¬است كه مجموع اين دو عامل، موجب عدم جابجايي محسوس الگوهاي پراش پرتو ايكس شده¬است. براساس نتايج پراش پرتو ايكس به نظر مي رسد موليبدن بصورت جانشيني در مكان‌هاي اتمي تيتانيوم در ساختار فاز مكس قرار مي گيرد كه باعث كاهش پارامترهاي a و c شبكه كريستالي فاز مكس مي شود. بررسي¬هاي ريزساختاري و شكست¬نگاري نمونه¬ها، ساختار لايه‌اي را در تمامي نمونه¬ها نشان مي¬دهد كه مشخصه اصلي ساختار فازهاي¬ مكس مي¬باشد.

217321

استخراج فلزات

مهندسي مواد

دانشگاه صنعتي اصفهان

مسعود پنجه پور

فتح اله كريم زاده، عباس بهرامي