کامپوزیت های زمینه فلزی تقویت شده با ذرات کاربید تیتانیم به دلیل خواص سایشی عالی در سال های اخیر مورد توجه قرار گرفته اند. در این تحقیق کامپوزیت FeCo-TiC به روش سنتز احتراقی و با استفاده از ماده ارزان قیمت فروتیتانیم (به جای تیتانیم خالص) تولید گردیده است. قرص هایی از مخلوط پودری شامل فروتیتانیم، کبالت و گرافیت تهیه شد و سپس در کوره لوله ای با اتمسفر آرگون محترق گردید. محصول سنتز احتراقی به وسیله پراش اشعه ایکس و میکروسکوپ الکترونی روبشی مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان داد سنتز احتراقی منجر به تشکیل ذرات ریز و کروی کاربید تیتانیم می شود که به طور مجزا و یکنواخت در زمینه آلیاژی آهن- کبالت پخش گردیده اند. نکته جالب در این تحقیق این است که کبالت دمای شروع سنتز احتراقی سیستم FeTi2 -Co-C را به مقدار قابل توجهی کاهش می دهد. آسیاب کاری مخلوط پودری فوق به مدت 5 دقیقه باعث کاهش اندازه ذرات فروتیتانیم و در نتیجه کاهش دما و زمان شروع سنتز می گردد و حتی دمای شروع سنتز احتراقی به 1080 درجه سانتی گراد می رسد. ماکزیمم مقدار سختی به دست آمده از نمونه های سنتز احتراقی شده با 23% تخلخل 760 HV0.1 بوده است.

در این تحقیق سنتز نانو پودر کامپوزیتی Co3W/Cu با نسبت نهایی Co50W40Cu10 بر اساس ترکیب بین فلزی Co3W به روش مکانیکی-شیمیایی مورد بررسی گرفته است. این پودر با استفاده از آسیای پر انرژی ماهواره ای از مخلوط پودرهای Co3O4، WC و CuO با خلوص 99.9 درصد و احیای مخلوط پودرها در محیط هیدروژن ساخته شد. پودرها طی فرایند آسیا، در سرعت چرخشی 200 دور بر دقیقه، نسبت وزنی گلوله به پودر 15 و در مدت زمان های 1 تا 4 ساعت شدند. در ادامه، عملیات احیای مخلوط پودرها در دماهای 850-1100oC به مدت 1 ساعت در کوره تیوبی، منجر به تولید نانوپودرهای کامپوزیتی Co3W/Cu بر اساس ترکیب بین فلزی Co3W با میانگین اندازه ذرات 30 نانومتر شد.

برای تولید پوشش های نانوساختار کامپوزیتی زمینه سرامیکی در فرایند پاشش پلاسمایی، پودرهای اولیه از نانوذرات تشکیل شده و باید مشخصات ویژه ای داشته باشند. در این پژوهش نحوه تولید پودر کامپوزیتی متشکل از نانوذرات اکسیدکروم و نقره به روش آگلومراسیون برای توسعه پوشش های نانوساختار Cr2O3-Ag مورد ارزیابی قرار گرفته است. بدین منظور ابتدا نانوپودرهای اکسیدکروم و نقره با درصدهای حجمی متفاوت نقره (صفر، 2، 5 و 10% حجمی) در مخلوط آبی همگن مخصوص فرایند خشک کردن پاششی توزیع شد، سپس پودر کامپوزیتی Cr2O3-Ag با استفاده از روش آگلومراسیون تولید شد وسرانجام پوشش های نانوساختار کامپوزیتی به روش پاشش پلاسمایی تولید شدند. پودر کامپوزیتی تولید شده دارای مورفولوژی کاملا کروی و توزیع یکنواخت فاز تقویت کننده در زمینه است به نحوی که هم از نانوذرات تشکیل یافته و هم ذرات آن دارای کریستالیت های نانومتری هستند. نتایج نشان داد حضور مناطق متشکل از نانوذرات در ریزساختار پوشش موجب ایجاد تخلخل ناهمگن بین اسپلت ها و این مناطق می شود. نانوساختار شدن پوشش موجب کاهش ضخامت لایه ها نسبت به پوشش میکروساختار شده است.

در سالهای اخیر، تحقیقات زیادی در زمینه استفاده از فرآیند آلیاژسازی مکانیکی و سنتز احترقی برای سنتز مواد پیشرفته صورت گرفته است. در این تحقیق، کامپوزیت Al2O3-TiN به روش آلیاژسازی مکانیکی و سنتز احترقی تولید گردید. از پودرهای اکسید تیتانیوم و آلومینیوم به عنوان مواد اولیه استفاده شد. آسیابکاریدر اتمسفر نیتروژن با فشار 5 اتمسفر انجام شد. احتراق نیز در کوره لولهای تحت آتمسفر نیتروژن صورت گرفت. نتایج حاصل از آلیاژسازی مکانیکی نشان داد در اولین مرحله از فرآیند سنتز، اکسید تیتانیوم به وسیله آلومینیوم احیاء می شود و در ادامه فرآیند، تیتانیوم تولیدی با نیتروژن واکنش انجام می دهد. هنگامی که نسبت مولی آلومینیوم به اکسید تیتانیوم برابر 2/1 و 3/1 باشد، پس از 20 ساعت آسیابکاری، پیکهای نیترید تیتانیوم در نتایج XRD نمایان میشود. همچنین، نتایج گرفته شده از آزمایشات سنتز احتراقی، نشان دهنده این مطلب میباشد که پودرهای اکسید تیتانیوم و آلومینیوم در دمای 900 درجه سانتیگراد محترق شده و نیترید تیتانیوم تشکیل شده است.

در این تحقیق فوم نانو کامپوزیتی زمینه مسی تقویت شده با نانو ذرات آلومینا (Al2O3)، با استفاده از عامل فوم ساز کربنات پتاسیم(K2CO3)  و با به کارگیری روش فوم سازی پودر فشرده تولید شد. پیش ماده که شامل پودر مس و نانو ذرات آلومینا بود به مدت 4 ساعت آسیا کاری مکانیکی شد و سپس با درصدهای متفاوتی از کربنات پتاسیم مخلوط و با استفاده از پرس سرد تهیه گردید. پیش ماده فشرده شده سپس در دمای تفجوشی 850 درجه سانتی گراد به مدت 180 دقیقه و پس از آن در دمای فوم سازی 1000 درجه سانتی گراد به مدت 60 دقیقه قرار گرفت. در ادامه به منظور بررسی تنش پایا و کرنش چگالش، فوم های نانو کامپوزیتی تولیدی با درصدهای تخلخل و چگالی های نسبی متفاوت، تحت آزمون فشار قرار گرفتند. همچنین آنالیز حرارتیDTA  از پودر کربنات پتاسیم و آنالیز EDS از پودر نانو کامپوزیتی مس / آلومینا و تصویربرداری با میکروسکوپ SEM از نمونه ها انجام شد. به منظور بررسی فازهای احتمالی تولیدی حین فرایند تولید، از آنالیز XRD استفاده شد. نتایج مطالعات میکروسکوپی از مورفولوژی حفرات نشان داد فوم های تولیدی دارای توزیع و نفوذ سطحی مناسبی از نانو ذرات آلومینا در زمینه مسی هستند و ساختار حفرات نسبتا همگن و یکنواخت است. در نتایج آنالیز XRD اثری از فاز جدید مشاهده نشد. همچنین با افزایش چگالی نسبی از 0.358 به 0.795، تنش پایای نمونه های تولید شده و قابلیت جذب انرژی به ترتیب از 18 به 112.5 مگاپاسکال و از 20 به 30 مگاژول بر مترمکعب افزایش یافت.

تراکم انفجاری پودر یکی از روش های توسعه یافته متالورژی پودر می باشد که با توجه به محدودیت های روش متالورژی پودر سنتی جهت شکل دهی پودر مواد، توسعه یافته است. در این فرآیند به منظور دست یابی به دانسیته بالاتر به جای استفاده از نیروی پرس از انرژی آزادشده انفجار یک ماده منفجره برای فشردن و زینترینگ همزمان پودر استفاده می شود. تراکم پودر انفجاری با دو روش اصلی مستقیم و غیرمستقیم قابل انجام است. در این مقاله ضمن معرفی روش های مختلف تراکم پودر انفجاری و پیشینه تحقیقات انجام شده در این زمینه، شبیه سازی آن به منظور شکل دهی پودر Al-B4C با استفاده از نرم فزار Autodyn انجام گرفته که در آن با توجه به متقارن یودن ماهیت آزمایش مدل سازی به صورت دوبعدی تقارن محوری صورت پذیرفت. از مدل جانسون- کوک برای تعریف مواد استفاده شده و اثر نسبت جرمی ماده منفجره به پودر و ضخامت لایه آب بر فشارهای ایجادشده در محیط پودر به صورت نمودارهای فشار- زمان بررسی شده است. نتایج نشان داد که با افزایش نسبت ME/EP از 1.5 به 2.5 پیشینه فشار ایجاد شده در محیط پودر به میزان %15 افزایش می یابد و با افزایش ضخامت لایه آب به مقدار 10 میلی متر، بیشینه فشار ایجاد شده در محیط پودر به میزن 31% کاهش می یابد، که هر دو اثر به خاطر وجود اتلاف انرژی توجیه شدند. در ادامه با استفاده از روش انفجاری دیسک هایی از پودر مذکور و با چگالی 99% چگالی تئوری تولید شد.

هدف از این پژوهش تولید نانو پودر کامپوزیت نیکل-کاربید وانادیم که به عنوان یک هارد متال شناخته می شود از مواد اولیه اکسیدی و عامل احیایی منیزیم به روش مکانوشیمیایی می باشد. با توجه به دمای آدیاباتیک واکنش (T=3964 K)، این واکنش از نوع سنتز خود پیشرونده یا MSR می باشد. مواد اولیه طبق واکنش استوکیومتری با نسبت (1: 1: 6: 2) به ترتیب برای اکسید نیکل، اکسید وانادیم، منیزیم و گرافیت مخلوط شدند. آسیا کاری نمونه ها در یک آسیا سیاره ای پر انرژی با نسبت وزنی پودر به گلوله 1: 20 تحت آتمسفر گاز آرگون انجام شد. پس از 40 دقیقه آسیا کاری احتراق در محفظه آسیا اتفاق افتاد. با توجه به نتایج پراش پرتو ایکس پس از احتراق محصولات مورد نظر یعنی نیکل، کاربید وانادیم و اکسید منیزیم که یک محصول جانبی واکنش می باشد به طور کامل تولید شده است. جهت حذف فاز اکسید منیزیم از HCl با غلظت 9% استفاده گردید. اندازه بلورک و کرنش از روش ویلیامسون-هال محاسبه و به ترتیب برای نیکل و کاربید وانادیم اندازه بلورک و کرنش شبکه 40 نانو متر، 0. 00595 و 54 نانو متر، 0. 00615 به دست آمد.

لطفا برای مشاهده چکیده به متن کامل (PDF) مراجعه فرمایید.