در بخش اول پایان نامه ابتدا به طور اجمالی با ابزارهای برشی و خواص مهم آنها آشنا شده و سپس به بیان مطالبی راجع به فرایند سنتز احتراقی پرداخته ایم و اثر کار مکانیکی بر این فرایند بررسی شده و در بخش دو و پایانی، به بیان کارهای عملی انجام شده، نتایج حاصله، و نیز تحلیل نتایج پرداخته خواهد شد.

روش معمول تولید کاربید بور (b4c) حرارت دهی مخلوط اکسید بور و کربن در دماهای بالا و زمان های طولانی است. با هدف کاهش هزینه تولید و افزایش راندمان، در این تحقیق امکان تولید فاز b4c در حین حرارت دهی مخلوط واکنش کننده ها در یک دستگاه مایکروویو خانگی مورد بررسی قرار گرفت. مواد اولیه با نسبت های مختلف مولی مخلوط شده و به شکل قرص (به قطر mm10 و ضخامت mm5) پرس گردیدند. این قرص ها در یک دستگاه مایکروویو خانگی با توان w850 مورد گرمایش قرار گرفتند. از نتایج محاسبات ترمودینامیکی به همراه یافته های عملی برای توضیح و تبیین واکنش های شیمیایی صورت گرفته، استفاده شد. ملاحظه گردید که استفاده از mg بجای al (به عنوان احیاء کننده) و b2o3بجای h3bo3 (به عنوان منبع بور) نتایج بهتری به همراه دارد. نتایج به دست آمده نشان داد که در سیستم b2o3-mg-c واکنش شیمیایی با واکنش احیای b2o3 توسط mg آغاز و واکنش کلی از نوع احتراقی با دمای آدیباتیک 2740°k می باشد. با توجه به اتلاف مقداری از منیزیوم مخلوط (در اثر تبخیر یا اکسایش) که سبب احیاء ناقص اکسید بور و در نتیجه تولید فازهای جانبی نظیر mg3b2o6 و mg2b2o5 می گردد استفاده از 2 برابر میزان استوکیومتری منیزیم اضافی در مخلوط اولیه الزامی است. نتایج به دست آمده نشان داد که ممانعت از اتلاف حرارت از سیستم (توسط دفن در آلومینا)، استفاده از مقادیر بیشتر کربن در مخلوط اولیه، استفاده از واکنش های جانبی گرمازا، افزایش زمان حرارت دهی مایکروویوی و نیز انجام قسمتی از احیاء اکسید بور توسط کربن (جایگزینی mg با c) سبب ازدیاد مقدار b4c تولیدی می گردد. در این تحقیق بیشترین مقدار فاز کاربید بور در شرایط زیر به دست آمد: استفاده از کربن بلک به عنوان منبع کربن و ترکیب با نسبت مولی 2b2o3:6mg:c و افزایش زمان حرارت دهی مایکروویوی تا 10 دقیقه. اسیدشویی محصول حاصل در اسید hcl رقیق 20% به مدت زمان 30 دقیقه نشان داد که امکان حذف فاز جانبی mgo و تولید فاز خالص b4c وجود دارد. در این تحقیق تطابق خوبی بین نتایج حاصل از پیش بینی های ترمودینامیکی و نتایج عملی مشاهده گردید.

هدف از این تحقیق، سنتز پودر نانو ساختار tib2 از مخلوط tio2-b2o3-mg با استفاده از گرمایش مایکروویوی است. مواد اولیه با نسبت های مولی مختلف و با فشار psi 300 به شکل قرص (به قطر 10 میلی متر و ارتفاع 6 میلی متر) پرس شد، و در یک دستگاه مایکروویو خانگی با توان 850 وات مورد گرمایش قرار گرفتند. ارائه ی مکانیزم انجام واکنش ها بااستفاده از بررسی های ترمودینامیکی و انجام آزمایش های تکمیلی در سیستم های دوتایی tio2-mg و b2o3-mg صورت گرفت. نتایج نشان داد که، ابتدا mg با tio2 وارد واکنش شده و طبق مراحل:tio2 ? ti3o5 ? ti2o ? ti احیا شد. در ادامه mg با b2o3 وارد واکنش شده و سپس tib2 از واکنش ti و b حاصل گردید. در سیستم tio2-b2o3-5mg، علاوه بر فازهای tib2 و mgo، فازهای جانبی mg1/5ti1/5o4 و mg3b2o6 تشکیل شد. با افزایش منیزیم موجود در سیستم tio2-b2o3-5mg از مقدار فازهای جانبی کاسته شد، که نهایتاً در نسبت مولی tio2:b2o3:7mg، فاز جانبی mg1/5ti1/5o4 تقریباً حذف شد. برای حذف mg3b2o6 باقیمانده و mgo در نسبت مولی tio2:b2o3:7mg، از محلول اسید hcl (شش درصد) برای اسیدشویی استفاده شد، که پس از 2 ساعت فرآیند اسیدشویی، تنها فاز tib2 باقی ماند. با توجه به محاسبات انجام شده، متوسط اندازه بلورک های فاز tib2 حاصل از اسیدشویی 33.6 نانومتر به دست آمد. نتایج به دست آمده از آنالیز sem نیز نشان داد که متوسط اندازه ذرات در محدوده ی 100 تا 150 نانومتر می باشد.