در پژوهش حاضر، تراکم، فشرده سازی و خواص مکانیکی کامپوزیت Si3N4-SiO2 با نسبت های مختلف 0، 3، 5 و 7 درصد وزنی Eu2O3 و 10 درصد وزنی SiO2 به منزله افزودنی مطالعه و بررسی شدند. تولید سرامیک های کامپوزیتی در این پژوهش، ابتدا با آماده سازی پودر با استفاده از مخلوط سازی و آسیاکاری به مدت 12 ساعت، سپس شکل دهی با روش پرسکاری سرد و روش پرس ایزواستاتیک سرد و درنهایت تف جوشی به وسیله فرایند تف جوشی پلاسمای جرقه ای انجام شد. نمونه ها در دمای 1750 درجه سلسیوس، به مدت 15 دقیقه با سرعت حرارت دهی C/min ˚ 100 و اِعمال فشارMPa  40 در دمای بیشینه تحت اتمسفر خلأ تف جوشی شدند. بعد از فرایند آسیاکاری، اندازه ذرات مخلوط پودر اولیه در حدود 19 درصد کوچک تر شده است. نتایج نشان می دهند، بعد از فرایند پرس ایزواستاتیک سرد، چگالی نسبی نمونه ها 67/14 درصد افزایش یافته است. مقدار بالای فاز بتای نیترید سیلیسیم در نمونه7 درصد Eu2O3  نشان دهنده کافی بودن میزان فاز مایع در حین فرایند تف جوشی و پیشرفت سازوکار انحلال، نفوذ و رسوب و درنهایت افزایش سرعت استحاله فازی آلفا به بتاست. بیشترین مقدار سختی GPa61/21 در نمونه 5 درصد Eu2O3 مشاهده شد که چگالش بالا، پیشرفت سازوکار انحلال، نفوذ و رسوب ترکیبات نیتریدی در تف جوشی را نشان می دهد. نمونه 7 درصد Eu2O3، به دلیل وجود فاز شیشه ای با مقادیر بالا، مقدار چقرمگی شکست MPa.m1/2 1/6 را در مقایسه با سایر نمونه ها از خود نشان داد.

کامپوزیت های زمینه آلومینیوم به علت نسبت استحکام به وزن زیاد کاربردهای وسیعی در صنایعی نظیر هوافضا، اتومبیل، الکترونیک و غیره پیدا نموده اند. در سال های اخیر، تحقیقات زیادی در زمینه استفاده از فرآیند آلیاژسازی مکانیکی برای سنتز مواد پیشرفته صورت گرفته است. در این تحقیق، کامپوزیت زمینه آلومینیوم با ذرات تقویت کنندهAl2O3-Tin  به روش آلیاژسازی مکانیکی تولید گردید. از پودر اکسید تیتانیم و آلومینیوم به عنوان مواد اولیه استفاده شد و آسیاب کاری در آتمسفر نیتروژن با فشار 5 آتمسفر انجام شد. نتایج نشان داد در اولین مرحله از فرآیند سنتز، اکسید تیتانیم به وسیله آلومینیوم احیا می شود و در ادامه فرآیند، تیتانیم تولیدی با آلومینیوم باقیمانده و یا نیتروژن واکنش انجام می دهد. در صورتی که نسبت مولی آلومینیوم به اکسید تیتانیم برابر 4/1 باشد، محصول سنتز پس از 10 ساعت آسیاب کاری، اکسید آلومینیوم و آلومینایدهای تیتانیم می باشد و هیچ مقدار نیترید تیتانیم تولید نمی شود. با کاهش مقدار آلومینیوم مصرفی و رسیدن به نسبت مولی آلومینیوم به اکسید تیتانیم برابر 2/1 و 3/1، پس از 10 ساعت آسیاب کاری، پیک های نیترید تیتانیم در نتایج XRD نمایان می شود.

در این تحقیق اثر تشکیل سیلیکون نیترید (Si3N4) بر روی تغییرات ریزساختاری بدنه های کوردیریتی با اتصال نیتریدی با استفاده از نانوذرات سیلیکون مورد بررسی قرار گرفته است. پودر سیلیکون به روش مکانیکی در آسیاب سیاره ای پر انرژی تحت اتمسفر آرگون آسیاب شد و سپس مخلوط های متفاوتی از پودر نانوسیلیکون و کوردیریت سنتز شده آماده و در دماهای مختلف در کوره لوله ای تحت اتمسفر نیتروژن به منظور تشکیل باند نیتریدی در زمینه کوردیریت، تفجوشی شدند. نتایج حاصله نشان می دهند که با استفاده از نانوذرات سیلیکون مقدار تشکیل باند نیتریدی افزایش یافته که این موضوع به دلیل کاهش درجه حرارت تشکیل فاز نیتریدی قبل از تشکیل فاز مذاب کوردیریت می باشد. همچنین نتایج نشان داد که با استفاده از نانوذرات سیلیکون و بدون افزودنی، امکان دستیابی به بدنه متخلخل با شوک پذیری مناسب وجود دارد.

در این مطالعه، فاز نیترید تیتانیم (TiN) به روش شیمیایی بر روی سطح و داخل ساختار متخلخل گرافن سه بعدی(3DG)  رسوب داده شد. این روش شامل غوطه ور کردن 3DG داخل یک محلول حاوی یون های تیتانیم و سپس عملیات حرارتی آن در اتمسفر آمونیا می باشد. در این مقاله اثر دمای عملیات حرارتی بر نوع فازهای تشکیل شده، مورفولوژی و استوکیومتری آنها بررسی شده است. بدین منظور نمونه ها در سه دمای مختلف 750، 800 و 850 درجه سانتیگراد عملیات حرارتی و سپس تحت آنالیزهای XRD، SEM و XPS قرار گرفتند. نتایج نشان داد که افزایش دمای عملیات حرارتی منجر به افزایش ثابت شبکه و اندازه بلورک ها و نیز کاهش میزان اکسیژن داخل ساختار TiN می شود. مناسبترین درصد استوکیومتری برابر با نسبت اتمی تیتانیم به نیتروژن 1.09، در دمای عملیات حرارتی 850oC به دست آمد.

در این پژوهش، کامپوزیت و نانوکامپوزیت های بر پایه پلی اتیلن سنگین با استفاده از نیترید بور شش گوش (hBN) و نانوصفحات نیترید بور (BNNSs) در درصدهای وزنی مختلف به روش اختلاط مذاب ساخته شد. ریخت شناسی، ویژگی ها و عملکرد مکانیکی و حرارتی کامپوزیت و نانوکامپوزیت های حاوی تقویت کننده نیترید بور بررسی شد. هم چنین عملکرد حفاظتی کامپوزیت های طراحی شده در برابر نوترون با استفاده از ستون گرمایی رآکتور تهران به روش فعال سازی پولک طلا مورد بررسی قرار گرفت و با نتایج مربوط به پلی اتیلن سنگین خالص مقایسه شد. نانوکامپوزیت های حاوی BNNSs، مدول و استحکام کششی بزرگ تر، پایداری حرارتی بیش تر و عملکرد حفاظ سازی بهتری را در مقابل نوترون در مقایسه با کامپوزیت های حاوی hBN نشان داده اند. افزودن 5/0% وزنی از جاذب hBN به بستر پلی اتیلن، عملکرد حفاظتی کامپوزیت را در مقایسه با پلی اتیلن سنگین خالص 25% افزایش می دهد؛ در حالی که عملکرد حفاظ سازی نانوکامپوزیت در همین درصد وزنی، بیانگر افزایش 43% در جذب نوترون های گرمایی است. نتایج به دست آمده در این پژوهش می تواند مقدمه ای برای تولید حفاظ های نوترونی سبک، ارزان و کارآمد باشد که امید است در آینده ای نزدیک مورد استفاده قرار گیرد.

سنتز کامپوزیت های نیترید آلومینیوم - کاربید سیلیسیم از روش واکنش احتراقی بین پودرهای آلومینیوم، کربن و نیترید سیلیسیم (منبع جامد نیتروژن) مورد بررسی قرار گرفت. واکنش احتراق با شعله ور ساختن مخلوط پودری، درون یک فر خانگی بوسیله حرارت دهی میکروویوی، آغاز گردید و از این روش، سرامیک مورد نظر در محصول سنتز، مشاهده شد. برای دست یابی به محصول بیش تر، چندین فراسنج در مراحل گوناگون سنتز، تغییر داده شد. این فراسنج ها شامل زمان آسیاکاری، مقدار کربن موجود در مخلوط واکنش دهنده و جرم مخلوط واکنش دهنده فشرده شده، بود. تغییر دو فراسنج نخست، تاثیر چشم گیری روی افزایش میزان تولید نداشت، اما افزایش اندازه نمونه، احتراق کامل تر و میزان تبدیل بیش تری را امکان پذیر ساخت. دمای احتراق سیستم به گونه تئوری و تجربی بررسی گردید. ریز ساختار و نوع فاز محصولات به ترتیب به وسیله میکروسکوپ الکترونی روبشی و پراش اشعه ایکس، مورد تحلیل قرار گرفت.

هدف از این تحقیق، تولید کامپوزیت زمینه آلیاژهای مس تقویت شده با ذرات الماس میکرونی و بررسی خواص مکانیکی این کامپوزیت است. از مهم ترین مسائل ساخت این نوع کامپوزیت ، بهینه سازی استحکام ذرات الماس در زمینه فلزی و خواص سایشی مد نظر این نوع کامپوزیت است. پودرهای کامپوزیتی با استفاده از آسیابکاری پرانرژی (سایشی) و به روش سینتر پرس داغ تولید شدند. به منظور بررسی استحکام خمشی، سختی و خواص سایشی، نمونه ها با اضافه کردن فلزات مختلف به زمینه، شرایط مختلف آسیابکاری و پارامترهای مختلف فشار داغ، ساخته شدند. هدف از این تحقیق، تولید کامپوزیت زمینه آلیاژهای مس تقویت شده با ذرات الماس میکرونی و بررسی خواص مکانیکی این کامپوزیت است. از مهم ترین مسائل ساخت این نوع کامپوزیت ، بهینه سازی استحکام ذرات الماس در زمینه فلزی و خواص سایشی مد نظر این نوع کامپوزیت است. پودرهای کامپوزیتی با استفاده از آسیابکاری پرانرژی (سایشی) و به روش سینتر پرس داغ تولید شدند. به منظور بررسی استحکام خمشی، سختی و خواص سایشی، نمونه ها با اضافه کردن فلزات مختلف به زمینه، شرایط مختلف آسیابکاری و پارامترهای مختلف فشار داغ، ساخته شدند.

در این تحقیق، تف جوشی نانوکامپوزیت ZrB2-SiC به روش تف جوشی بدون فشار بررسی گردید. از پودر AlN در مقیاس میکرون به عنوان تقویت کننده استفاده شد. به منظور بررسی تأثیر حضور همزمان ذرات SiC نانو و میکرون ابتدا پودر ZrB2 به همراه درصدهای مختلف از SiC نانو و میکرون در آسیاب سیاره ای با به مدت 2 ساعت با سرعت 200rpm آسیاب شدند. مخلوط حاصل ابتدا توسط پرس تک محوری در دمای oC80و فشار 100MPa پرس گردید و سپس تحت فرآیند پرس ایزواستاتیک سرد (CIP) قرار گرفته و در دمای 2150 درجه سانتیگراد در اتمسفر آرگون زینتر شد. به منظور تعیین نسبت بهینه SiC نانو به میکرون، چگالی نسبی، سختی و چقرمگی نمونه ها اندازه گیری شد. سپس ذرات AlN به کامپوزیت ZrB2-SiC اضافه شده و ریزساختار و خواص مکانیکی آن مورد بررسی قرار گرفت. نتایج حاصل شده از تمامی نمونه ها در ترکیبات مختلف نشان می دهند که با تغییر درصد حجمی SiC نانو از 20 درصد حجمی نانو به 15 درصد نانو و 5 درصد میکرون، کاهش در تخلخل و افزایش در چگالی نسبی (95.1) رخ می دهد. با بررسی ریز ساختاری و اندازه گیری خواص مکانیکی نمونه ها بیشترین سختی و تافنس شکست نیز، در ترکیب دارای به ترتیب 15 و 5 درصد حجمی SiC نانو و میکرون و با مقادیر 15.9Gpa و 4.9Mpa.m1/2 مشاهده شد. با افزودن ذرات AlN چگالی نسبی به 98.1 درصد و مقادیر سختی و چقرمگی شکست به 17.1 GPa و 5.7Mpa.m1/2 افزایش یافت.

برای اولین بار از گاز نیتروژن در فرآیند همزن اصطکاکی(FSP) برای ایجاد لایه سطحی کامپوزیت Al/AlN روی فلز آلومینیم استفاده شد. بررسی ریزساختار لایه ها توسط پراش پرتو ایکس، میکروسکپ نوری، الکترونی روبشی و تجزیه شیمیایی از طریق سنجش انرژی پرتو ایکس، نشان دهنده تشکیل رسوبات با ترکیب نیترید آلومینیم در زمینه آلومینیم خالص تجاری بود. این رسوبات توزیع غیریکنواختی در لایه پیدا کردند. کاهش اندازه دانه زمینه آلومینیمی از 100 میکرومتر تا 70 میکرومتر در اثر فرآیندهای ترمیم ناشی از تغیرشکل شدید و ارتقای قابل توجه خواص سطحی در حالی است که درصد حجمی ذرات کامپوزیتی بسیار کم است. لایه های سطحی با توجه به انجام عملیات ترمو مکانیکی شدید به دانه بندی ریزتر و مقادیر بالایی از سختی رسیدند. در نتیجه اندازه دانه ها از میانگین 100 میکرومتر به 70 میکرومتر و از سختی پایه 22 ویکرز به حداکثر 38 ویکرز رسید که این در حدود 7/1 برابر سختی پایه است. مقاومت سایشی نمونه هم با توجه به ریزدانه شدن سطح و حضور ذرات سخت نیتریدی تا 1/1 برابر زیر لایه آلومینیمی بهبود یافت. ضریب اصطکاک سطح از 2/1 به 9/0 رسید که این خود نشان دهنده بهبود خواص سایشی نمونه است.