سنتز خود پیش رونده احتراقی فعال شده مکانیکی (mashs) سیلیساید تیتانیم و بررسی نقش آلومینیم بر ویژگی های کامپوزیت نانو ساختار حاصل

هدف از انجام این پروژه سنتز نانو کامپوزیت های بر پایه ti5si3 با جایگزینی اتم هایsi باal به روش mashs و بررسی تأثیرal بر ویژگی های فازی و ریز ساختاری محصول نهایی بود. برای این منظور از فرمول 5ti+3(1-x)si+3xal استفاده شد. مواد اولیه مورد استفاده(ti,si,al) با نسبت استوکیومتری مشخص (1، 8/0، 6/0، 4/0، 2/0، 0x=) توزین و در زمان های 3 و 6 ساعت تحت عملیات فعال سازی مکانیکی در اتمسفر آرگون قرار گرفتند. ضمن اینکه به منظور بررسی رفتار سیستم در صورت عدم کاهش مقدار سیلیسیم، ترکیب ti48si29al23 با اضافه کردن wt.%20 آلومینیم به ترکیب 0x= تهیه شد. در ادامه پودرهای آسیا شده به وسیله پرس تک محور فشرده شده و در کوره تحت اتمسفر آرگون فرآیند سنتز را پشت سر گذاشتند. درنهایت نمونه ها تحت آنالیزهای xrd و sem قرار گرفتند. ضمن اینکه دمای احتراق نمونه های سنتز شده توسط پیرومتر اندازه گیری شد. در الگوی xrd نمونه های سنتز شده با ترکیب 0x= تنها پیک های ti5si3 قابل شناسایی بود. این پیک ها برای نمونه 2/0x= نسبت به نمونه 0x= به سمت زوایای کوچکتر منتقل شدند، که نشان دهنده تشکیل محلول جامد ti5(si,al)3 بود. آنالیز edax تهیه شده از نمونه هم حضور مقادیر قابل توجه al را در ترکیب ti5si3 ثابت کرد. با افزایش بیشتر مقادیر al در ترکیب از شدت پیک های ti5si3 کاسته شد و پیک های ترکیب های ti3al ,tial ,tial3 نیز در الگو ظاهر شدند. ضمن اینکه انتقال پیک ها بعد از 4/0x= به دلیل رسیدن حلالیت به حد اشباع خود متوقف شد. حضور al در سیستم سبب کاهش دمای احتراق نمونه ها از حدود 1870 به کمتر از 1150 درجه سانتیگراد با افزایش x از 0 تا 1 شد. محاسبه اندازه بلورک ها حاکی از کاهش اندازه آن ها به زیر nm 100 در تمامی نمونه های سنتز شده به روش mashs بود، در حالی که این مقدار برای نمونه های سنتز شده به روش shs، در حدود nm 140 محاسبه شد. تصاویر sem تهیه شده از نمونه ها نشان دهنده ریزساختار یکنواخت تر نمونه های سنتز شده به روش mashs نسبت به نمونه های سنتز شده به روش shs بود. عملیات آسیاکاری سبب کاهش دمای لازم برای شروع واکنش از بالاتر از °c 1200 به حدود c° 900 برای ترکیب 0x= شد. با بهینه یابی شرایط همچون زمان آسیا و مقدار al چگالی نمونه ها تا 87% چگالی تئوری افزایش پیدا کرد.