تأثیر روش احیاء بر ریزساختار و خواص مکانیکی کامپوزیت آلومینا- کبالت

هدف این پژوهش مقایسه روش‌های احیای کامپوزیت آلومینا-کبالت از اسپینل آلومینات کبالت از نظر خواص مورد نظر بود. برای دستیابی به هدف فوق، احیاء اسپینل با سه روش بستر کربنی، احیاء واکنشی با پودر آلومینیوم (آلومینوترمیک) و احیاء واکنشی با پودر آلومینیوم حین زینتر مورد بررسی قرار گرفت. مقایسه نتایج نشان داد که احیاء اسپینل از روش بستر کربنی فرآیندی زمان‌بر بود که در نهایت با رشد دانه افراطی فاز فلزی رو به رو می‌شود. نمونه‌های پودری حاوی آلومینا و اسپینل احیاء شده به کبالت و آلومینا با روش آلومینوترمیک به همراه نمونه پودری حاوی آلومینا، اسپینل و فلز آلومینیوم با روش پلاسمای جرقه‌ای با فشار MPa 30 در دمای ºC 1400 به مدت ده دقیقه زینتر شدند و سپس تحت بررسی‌های ریزساختار، فازی و خواص مکانیکی قرار گرفتند. چگالی نمونه احیاء واکنشی با پودر آلومینیوم بعد از زینتر به حدود 87% چگالی تئوری خود رسید در حالی که چگالی نمونه احیاء واکنشی با پودر آلومینیوم حین زینتر به حدود 95% چگالی تئوری خود رسید. استحکام خمشی نمونه‌ی احیاء واکنشی با پودر آلومینیوم و احیاء واکنشی با پودر آلومینیوم حین زینتر به ترتیب حدود MPa 227 و MPa 354 شد. سختی نمونه‌ی احیاء واکنشی با پودر آلومینیوم و احیاء واکنشی با پودر آلومینیوم حین زینتر به ترتیب حدود GPa 8/9 و GPa 4/11، چقرمگی شکست نمونه‌ی احیاء واکنشی با پودر آلومینیوم و احیاء واکنشی با پودر آلومینیوم حین زینتر به ترتیب به حدود MPa.m1/2 2/7 و MPa.m1/2 1/9 رسید. بر این اساس مقایسه دو روش، احیاء واکنشی با پودر آلومینیوم و احیاء واکنشی با پودر آلومینیوم حین زینتر نشان داد. احیاء واکنشی با پودر آلومینیوم حین زینتر می‌تواند گزینه مناسب‌تری برای احیاء باشد زیرا بدون هیچ‌گونه عملیات حرارتی اضافه قبل از زینتر، منجر به ریزساختاری ریزتری می‌شود. همچنین اتصالات سرامیک-فلز بهبود می‌یابد که منجر به بهبود خواص مکانیکی می‌گردد.