ساخت ترکیب بین فلزی tial توسط فرایند فعالسازی مکانیکی-حرارتی و بررسی مکانیزم تشکیل آن

چکیده آلومینایدهای تیتانیم یکی از مهمترین گروه های جایگزین برای سوپر آلیاژها می باشند. خواصی چون نقطه ذوب بالا، مقاومت به اکسیداسیون، خزش، خوردگی، استحکام در دماهای پایین و حفظ آن تا دماهای بالا، چگالی نسبتا پایین و نسبت استحکام به وزن بالا در این ترکیبات، اهمیت ویژه ای در کاربردهایی حساس و راهبردی مانند هوافضا و نیروگاه ها داده است. عمده ترین روش های تولید این ترکیبات به دو دسته روش های حالت جامد و مذاب تقسیم می شوند. مهمترین مشکل روش های مذاب نیاز به صرف انرژی زیاد به دلیل نقطه ذوب بالای این ترکیبات است. در روش های تولید حالت جامد، هرچند نیازی به دماهای بالا نیست لیکن از محدودیت هایی چون عدم امکان استفاده برای قطعات حجیم، زمان های طولانی فرایند و نیاز به عملیات حرارتی متعاقب برخوردار است . از این رو هدف اصلی این پژوهش تجمیع دو روش فوق در روشی متشکل از فعالسازی مکانیکی و فعالسازی حرارتی به طور همزمان برای تولید آلومینایدهای تیتانیوم به ویژه ترکیب tial با استفاده از آسیای کم انرژی در دمای بالا می باشد که منجر به تولید این ترکیبات بر اساس واکنش جامد-مذاب می شود. در این تحقیق پودرهای آلومینیم و تیتانیم خالص با نسبت استوکیومتری ترکیب tial مخلوط شده و در زمان های 6، 12 و 18 ساعت و دماهای 700، 800 و 900 درجه سانتی گراد آسیاکاری گرم شد. جهت بررسی اثر دما و زمان، محصولات واکنش ها توسط آزمون های xrd، sem و eds مورد بررسی قرار گرفت. سپس به منظور بررسی مکانیزم واکنش های تشکیل، مخلوط پودری اولیه تحت آزمون های غیر همدما (dta) و همدما قرار گرفت. با توجه به نتایج این پژوهش، ترکیب بین فلزی tial توسط 18 ساعت آسیاکاری در دمای c°900 مخلوط پودری ti-al به دست آمد. نتایج نشان داد که این واکنش پس از ذوب آلومینیم، در اثر تشکیل ترکیب tial3 شروع شده و سپس توسط فرایند نفوذ به ترکیباتی چون tial2 و ti3al به وجود می آیند. با نفوذ بیشتر این ترکیبات به سوی ترکیب مورد نظر حرکت می کند تا نهایتا tial کل نمونه را در بر گیرد. در این فرایند مکانیزم غالب تا دمای 880 درجه سانتی گراد، نفوذ تیتانیوم بوده ولی پس از این دما نفوذ آلومینیم نقش بیشتری را ایفا می کند. مهمترین پارامتر در تشکیل ترکیب tial، ضریب نفوذ al و ti بوده که به شدت به مقدار فعالسازی حرارتی و مکانیکی وابسته است. کلمات کلیدی آلومینایدهای تیتانیم، فعالسازی مکانیکی، فعالسازی حرارتی، آسیاکاری گرم، واکنش جامد مذاب