بررسی تاثیر عملیات فعالسازی مکانیکی بر تولید کامپوزیت al2o3-tic روی سیستم tio2-al-c

برای تولید کامپوزیت ها روش های متنوعی وجود دارد، که در مورد کامپوزیت al2o3-tic به علت بالا بودن دمای هر دو ترکیب و همچنین خاصیت مواد اولیه در انجام واکنش گرما زا روش سنتز احتراقی روشی کارآمد و مفید است. از جمله پارامترهایی که در انجام این فرایند می توان مد نظر قرار داد شامل تاثیر فعال سازی مکانیکی پودرهای اولیه، حضور عامل رقیق کننده و نوع منبع کربن بر سرعت پیشروی جبهه احتراق، تخلخل، نحوه تشکیل و مورفولوژی محصولات می باشد. برای بدست آوردن کامپوزیت از این روش ابتدا پودرهای اولیه که شامل tio2-al-c هستند به نسبت استوکیومتری مخلوط شده اند. پس از تهیه نمونه بالک پودری فرایند shs بر روی نمونه انجام شده است. نتایج نشان داد، آستانه زمان فعال سازی در سرعت 500 دور بر دقیقه برای نمونه گرافیت 2 ساعت و برای نمونه کربن اکتیو 5/1 ساعت می باشد. با استفاده از نرم افزار کامپیوتری imagej و easy fit اندازه ذرات و نحوه توزیع آنها در نمونه های مختلف مورد بررسی قرار گرفت. میانگین اندازه ذرات در بزرگنمایی 32000 برای زمان های فعال سازی 5/0، 1 و 5/1 ساعت برای منبع کربن (کربن اکتیو) به ترتیب برابر با100، 99 و 107 نانومتر می باشد، برای منبع کربن (گرافیت) در زمان های 5/0، 1، 5/1 و2 ساعت میانگین اندازه ذرات به ترتیب مقادیر 216، 124، 132 و 140 نانومتر می باشد. میزان تخلخل برای نمونه بالک کربن اکتیو در دو نیروی اعمالی 16 و 50 کیلو نیوتن تقریبا ثابت بود برای نمونه گرافیت با افزایش نیروی اعمالی تخلخل 29 درصد کاهش یافت. تغییر در میزان نیروی اعمالی تاثیر چندانی بر سرعت پیشروی جبهه احتراق نداشت، اما برای منابع مختلف کربن این سرعت دچار تغییرات شد. افزودن عامل رقیق کننده باعث کاهش زمان پیشروی جبهه احتراق و کاهش دمای آدیاباتیک شد. با افزایش میزان عامل رقیق کننده نرخ کاهش زمان پیش روی جبهه احتراق بر اثر افزایش فعال سازی مکانیکی کاهش یافت. نتایج تفرق اشعه ایکس حاکی از تشکیل فازهای نهایی واکنش مورد نظر برای محصولات بود. آنالیز حرارتی حاکی از کاهش دما به اندازه 350 درجه سانتیگراد برای شروع واکنش پس از 5/1 ساعت فعال سازی در نمونه کربن اکتیو بود. تصاویر میکروسکوب الکترونی نشان دهنده توزیع ذرات کروی tic در فاز al2o3 بود.