تولید کامپوزیت fe3al/tic به روش سنتز احتراقی

هدف از این پژوهش تولید کامپوزیت آلومیناید آهن– کاربید تیتانیوم به روش سنتز احتراقی با استفاده از پودرهای فروتیتانیوم، گرافیت وآلومینیوم بوده است. ضمن مشخصه یابی محصولات تولیدی و اثر عوامل اجرایی بر آن، مسیر انجام واکنش سنتز احتراقی به دو روش کوئنچ جبهه احتراق و آنالیز حرارتی انجام گرفت. مشخصه یابی پودر کامپوزیت توسط آنالیز پراش پرتو ایکس (xrd) و میکروسکوپ الکترونی روبشی (sem) انجام شد. نتایج بررسی ها نشان داد که افزایش مقدار آلومینیوم سبب کاهش دمای احتراق نمونه ها می شود. همچنین تغییر مقدار آلومینیوم سبب تغییر فاز زمینه شده و آلومینایدهای مختلفی تشکیل می شود. بررسی مسیر انجام واکنش به روش کوئنچ جبهه احتراق نشان می دهد که ابتدا ذرات آلومینیوم در دمای ?c 660 کاملا ذوب شده و به همراه کربن، ذرات feti2 را احاطه می کنند. با افزایش دما، ذرات feti2 (با نقطه ذوب ?c 1085) کاملا ذوب شده و تشکیل محلول مذابی از تیتانیوم، آهن، کربن و آلومینیوم می دهد. به دلیل انحلال سریع تر کربن داخل تیتانیوم، کربن محتوی تیتانیوم افزایش یافته و تشکیل ticx با مقادیر غیراستوکیومتری کربن می دهد. بیشتر ذرات tic در دمایی کمتر از ?c1450 در مذاب آلیاژ آهن و آلومینیوم رسوب می کنند و فاز آلومیناید آهن اطراف ذرات درشت تشکیل می شود. بر اساس مشاهدات ریزساختار و نتایج به دست آمده، می توان واکنش سنتز احتراقی کامپوزیت مزبور را توسط مکانیزم انحلال- رسوب سه تایی توصیف نمود. بررسی مسیر انجام واکنش به روش آنالیز حرارتی نیز نشان می دهد که با ذوب شدن al در تماس با ترکیب fe3al تشکیل می شود که همراه با آزاد شدن گرماست. گرمای آزاد شده باعث ذوب شدن سطحی ti با فروتیتانیوم شده که با حل شدن کربن در آن فاز tic به وجود می آید