سنتز و بررسي خواص فيزيكي و ريزساختاري كامپوزيت هاي Al2O3-TiC-Ni/Cr با روش احياي آلومينوكربوترميك

كارشناسي ارشد

چكيده براي تهيه بدنه هاي كامپوزيتي Al2O3-TiC-Ni/Cr روش هاي مختلفي وجود دارد. در اين پژوهش تهيه پودرهاي كامپوزيتي Al2O3-TiC و Al2O3-Ni/Cr از روش احياي آلومينوكربوترميك و سپس مخلوط كردن آنها با Al2O3 آماده مورد نياز براي رسيدن به كامپوزيت هاي حاوي 70 درصد وزني آلومينا و 30 درصد وزني مجموع تقويت كننده هاي TiC و فلزات نيكل يا كروم مد نظر قرار گرفت. دو روش كلي براي تهيه بدنه هاي كامپوزيتي يكي پرس تك محوره و سپس زينتر بدون اعمال فشار در بستر ككي و ديگري روش زينتر توسط جرقه پلاسما (SPS) اتخاذ شد. نتايج الگوي پراش اشعه X نشان داد كه در نمونه هاي زينتر شده به روش بدون فشار در بستر ككي، اكسيداسيون TiC به مقدار زيادي رخ داد، بنابراين اين روش زينتر، روش مطلوبي نبود. در روش SPS، كامپوزيت هاي Al2O3-30%TiC در دماهاي °C 1600 و °C 1650، كامپوزيت هاي Al2O3-TiC حاوي 5 و 10 درصد وزني نيكل در دماهاي °C 1400 و °C 1480و كامپوزيت هاي Al2O3-TiC حاوي 5 و 10 درصد وزني كروم در دماهاي °C 1600 و °C 1650 به مدت 4 تا 5 دقيقه تحت فشار MPa 30 و اتمسفر خلأ، زينتر شدند. نتايج الگوي پراش اشعه ايكس اين نمونه ها حاكي از عدم وقوع اكسيداسيون TiC و فلزات بود. ريزساختار نمونه هاي فوق، حاوي ذرات كامپوزيتي TiC + Al2O3 و ذرات كامپوزيتي Al2O3 Ni/Cr + پخت شده در زمينه آلومينايي بود. اين روش زينتر به ويژه در مورد نمونه هاي حاوي كروم، منجر به بهبود خواصي چون دانسيته نسبي، استحكام خمشي و چقرمگي شكست گرديد. دانسيته نسبي، استحكام خمشي، سختي و چقرمگي شكست كامپوزيت Al2O3-30%TiC زينتر شده به روش SPS در دماي °C 1650 به ترتيب برابر با 97%، MPa 580، GPa 5/21 و MPa.m0/5 0/4 بود. دانسيته نسبي، استحكام خمشي، سختي و چقرمگي شكست كامپوزيت Al2O3-20%TiC-10%Ni زينتر شده به روش SPS در دماي °C 1480 به ترتيب برابر با 89%، MPa 613، GPa 9/15 و MPa.m0/5 8/4 بود. دانسيته نسبي، استحكام خمشي، سختي و چقرمگي شكست كامپوزيت Al2O3-20%TiC-10%Cr زينتر شده به روش SPS در دماي °C 1650 به ترتيب برابر با 5/98%، MPa 913، GPa 20 و MPa.m0/5 1/5 بود كه نتايج حاكي از افزايش 57 درصدي در مقادير استحكام خمشي، افزايش 27 درصدي در چقرمگي شكست و كاهش 7 درصدي در مقدار سختي نسبت به نمونه Al2O3-30%TiC زينتر شده در دماي °C 1650 مي باشد. نتايج نشان مي دهد كه افزودن نيكل و كروم به صورت پودر به زمينه سراميكي Al2O3-TiC مي تواند راه حل مناسبي در رسيدن به خواص مطلوب در كامپوزيت هاي Al2O3-TiC-Ni/Cr باشد. كلمات كليدي: كامپوزيت آلومينا-كاربيد تيتانيوم-فلز، زينتر توسط جرقه پلاسما، احياي آلومينوكربوترميك، بستر ككي

188636

دانشگاه علم و صنعت ايران

فرهاد گلستاني فرد

مهندسي مواد و متالورژي - گرايش سراميك

حميدرضا رضايي - رحيم نقي زاده