بررسی فرآیند تشکیل فازها در نانوکامپوزیت های هیبریدی al-tial3-tic به روش mashs

در این پژوهش نانوکامپوزیت های هیبریدی زمینه آلومینیومی با ذرات تقویت کننده tic و tial3 ، به صورت درجا به روش سنتز دما بالای خودگستر فعال شده مکانیکی (mashs) با موفقیت سنتز شدند. لذا از واکنش (x+3)al + 2ti + c ? tic + tial3 + xal جهت دستیابی به ساختار نانو کامپوزیتی فوق استفاده شد. برای این منظور، ابتدا مواد اولیه عنصری با ابعاد زیر 50 میکرومتر با نسبت مولی مشخص به طوری که x بین 0 تا 15 مول تغییر می کند، به منظور فعال سازی برای تامین انرژی اولیه لازم جهت شروع واکنش shs و دستیابی به ابعاد نانو در محصول نهایی، درون آسیای پر انرژی ماهواره ای با اتمسفر آرگن تحت زمان های 1، 3 و 6 ساعت فرآوری شدند. سپس پودرهای حاصله تحت فشار mpa 300 به وسیله پرس تک محور فشرده شدند و در ادامه به وسیله کوره تیوبی دما بالا با جریان گاز آرگن تحت دماهای 800 و 1100 درجه سانتی گراد سنتز شدند. ترکیب و ریزساختار نمونه های سنتز شده با استفاده از آنالیزهای xrd، sem و tem مورد بررسی قرار گرفت. نتایج بدست آمده نشان دادند که تنها نمونه با استوکیومتری بدون آلومینیوم اضافی، آسیاکاری در مدت زمان 6 ساعت سبب سنتز نانوکامپوزیت tic-tial3 درون محفظه آسیا شد. به طور کلی افزایش مقدار آلومینیوم اضافی منجر به کاهش دمای احتراق و افزایش زمان شروع سنتز شد. فعال سازی مواد اولیه از طریق آسیاکاری باعث افزایش واکنش پذیری مواد اولیه و افزایش زمان آسیاکاری سبب تمایل بیشتر tial3 نسبت به tic برای تشکیل شدن، کاهش اندازه بلورک ها، کاهش زمان شروع سنتز و کاهش دمای احتراق واکنش شد. به علاوه افزایش دمای پیش گرمایش به °c1100 منجر به انجام بهتر واکنش از طریق افزایش دمای احتراق و کاهش زمان شروع سنتز و تولید محصولی با یکنواختی بیشتر و با بلورک های کوچکتر شد. نتایج بدست آمده بیانگر این است که محصولات سنتز شده از طریق فرآیند mashs، دارای ریزساختاری نانومتری با توزیع همگن می باشند و همچنین حضور فازهای جانبی ناخواسته و مواد اولیه واکنش نکرده در کامپوزیت ها مشاهده نمی شود. کلید واژه: نانوکامپوزیت، هیبرید، سنتز درجا، کاربید تیتانیوم، mashs، آلومینیوم، آلومیناید تیتانیوم