بررسی پارامترهای موثر در فرآیند سنتز احتراقی بر خصوصیات کامپوزیت تولید شده در سیستم al-v2o5-c

در این پژوهش تولید کامپوزیت درجا به روش سنتز احتراقی کربوآلومینوترمیک در سیستم al-v2o5-c مورد مطالعه قرار گرفت. بدین منظور مخلوط پودرهای al، v2o5 و cبا سه ترکیب (c %wt 11/8 – v2o5 % wt 49/61 – al :p0)، (c %wt 66/3 – v2o5 % wt 74/27 – al :p40) و (c %wt 36/2 – v2o5 % wt 91/17 – al :p80) تحت آسیاکاری و سپس تراکم قرار گرفتند. جهت بررسی دماهای وقوع تحولات فازی از آنالیز حرارتی افتراقی استفاده شد و با توجه به دمای پیک واکنش¬ها، نمونه¬های خام در دماهای مختلف پخت شدند. بررسی¬های ریزساختاری و فازی نشان داد که واکنش احیای v2o5 توسط آلومینیوم در همه نمونه¬ها یک فرآیند گام به گام بوده است؛ بطوریکه در نمونه p0 فازهای v2o4، v2o3 و vo2 به عنوان فازهای میانی و فاز al2o3-? به عنوان فاز ناپایدار، قبل از تشکیل فازهای پایدار al2o3-? و v4c3 شکل می¬گیرند. در مورد نمونه¬های p40 و p80 در مرحله اول احیا، v2o5 به سایر اکسیدهای وانادیوم با ظرفیت پایین¬تر (vo2 و vo) تبدیل شده و در مرحله بعد این اکسیدهای با ظرفیت پایین توسط al به طور کامل احیا شدند. در هر دو مرحله v احیا شده به دلیل رقیق بودن میزان کربن در هر دو نمونه با al موجود در سیستم به صورت al3v واکنش داده است. با افزایش دمای هر دو نمونه تا c° 1000 کربن موجود در سیستم درون فاز al3v حل شده و در اثر سرد شدن هر دو نمونه ترکیب بین¬فلزی alcv2 درون فاز al3v رسوب کرده است. با افزایش دمای پخت نمونه¬ها به دلیل افزایش کسر حجمی فاز تقویت-کننده چگالی نمونه¬ها افزایش یافته است. از آنجا که با افزایش دمای پخت میزان تخلخل موجود در نمونه¬ها افزایش می¬یابد بنابراین تغییرات شدید چگالی در نمونه p0 نسبت به دو نمونه دیگر مشاهده نشده است. سختی نمونه¬ها با افزایش دمای پخت به دلیل افزایش کسر حجمی فاز تقویت¬¬کننده افزایش یافته است؛ همچنین سختی نمونه¬ها با افزایش درصد وزنی آلومینیوم کاهش یافته است. بنابراین نمونه p0 پخت شده در دمای c° 1000 دارای بالاترین میزان سختی در بین نمونه¬ها بود.