پارامترهای موثر بر سنتز و تعیین ویژگی های پودرهای کامپوزیتی نانوساختار پایه آلومینا با ذرات کاربیدی sic، tic و wc با روش آلیاژسازی مکانیکی

در این پژوهش امکان تولید و شکل دهی نانوکامپوزیت های پایه آلومینا با ذره های کاربیدی sic، ، tic و wc بصورت جداگانه مورد بررسی قرارگرفت. اثر متغیرهایی چون زمان آسیا، ترکیب مواد اولیه، مواد کنترل کننده سطحی و دمای عملیات حرارتی مورد بررسی قرارگرفتند. در بخش تف جوشی عواملی چون اثرناخالصی آهن، آماده سازی پودر، شکل قالب، فشار پرس و دمای تف جوشی مطالعه شد. استحاله های فازی با پراش پرتوایکس، مورفولوژی با sem، سطح ویژه با bet، ریزساختار با sem و آنالیز پیک های پرتو ایکس، چگالی با پیکنومترگازی، ریزسختی با روش ویکرز و نمونه های تف جوشی شده با میکروسکوپ نوری آنالیز شدند. نتایج نشان داد که در سیستم sio2-al-c بعد از گذشت 55 ساعت از زمان آسیا، کامپوزیت fesi-al2o3 تشکیل می شود. در سیستم tio2-al-c، کامپوزیت al2o3-tic در فاصله زمانی 35-20 ساعت در حضور 18% ناخالصی آهن تشکیل شد. اندازه متوسط دانه ها در پایان 80 ساعت آسیا برابرnm 7 می باشد که با عملیات حرارتی در دمای 1000 به nm 52 می رسد. بیشترین ریزسختی gpa 25/16 برای نمونه عملیات حرارتی شده فوق به دست آمد. بررسی های sem و bet نشان دهنده حضور ذره ها و آگلومره های ریز در پایان آسیا با کمترین سطح ویژه m2/g 07/2 می باشد. واکنش تشکیل محصول با سازوکار احتراقی در فاصله زمانی کمتر از 5 ساعت در سیستم wo3-al-c به صورت ناقص انجام شد. افزایش درصد کربن به 20% موجب کامل شدن تقریبی واکنش و تشکیل کامپوزیت al2o3-w6c2.54 شد. نمونه 80 ساعت آسیا شده دارای بیشترین چگالی و ریزسختی و کمترین سطح ویژه به ترتیب برابر g/cm3 26/7 ، gpa 5/14 و m2/g 93/0 می باشد. براساس تصاویر tem و محاسبه های انجام شده در تمامی شرایط آسیا نانوساختارکامپوزیتی با اندازه متوسط کمتر از nm 25 به دست آمد. عملیات حرارتی نمونه 5 ساعت آسیا شده در 1000 موجب رشد دانه ها تا nm 110 شد. آسیا کردن دو سیستم فوق با محفظه و گلوله های زیرکونیایی موجب افزایش زمان شروع واکنش و ورود بیش از حد zro2 به ترکیب ذره های پودر شد. تف جوشی نمونه 5 ساعت آسیا در سیستم wo3-al-c و نمونه 35 ساعت آسیا شده در سیستم tio2-al-c نشان داد که گرانوله کردن ذره های پودر اسیدشویی شده با تیزاب غلیظ برای پرس کردن با قالب استوانه ای با فشار mpa 80 و سپس تف جوشی در کوره اتمسفرکنترل دقیق در چند مرحله بهترین شرایط به دست آمده می باشد.