تهیه نانو کامپوزیت sic-b4cبه روشshs با تلفیق فرآیندهای فعال سازی مکانیکی و منیزیوترمی

در این پژوهش، نانوکامپوزیت sic-b4c به روش سنتز خود احتراقی فعال شده مکانیکی سنتز شد. مواد اولیه مورد استفاده شامل پودرهای b2o3، si، c و mg بودند. روش اجرایی پروژه بدین صورت بود که ابتدا مواد اولیه توزین شده و سپس در آسیای سیاره ای تحت اتمسفر آرگن، آسیا شدند. از پودر آسیا شده بوسیله ی پرس سرد تک محور، قرص هایی تهیه و در کوره تیوبی تحت اتمسفر آرگن، مطابق واکنش si+c+2b2o3+6mg →sic+b4c+6mgo سنتز شدند. جهت از بین بردن فازهای نامطلوب از اسید شویی بوسیله ی اسید کلریدریک استفاده شد. برای به دست آوردن نمونه ی بهینه ی سنتز شده، متغیر های گوناگونی از جمله نسبت های مختلف گلوله به پودر، سرعت های مختلف چرخش و ساعت های متفاوت آسیا کاری و همچنین مقدارهای متفاوت منیزیوم در مواد اولیه و دمای کوره مورد بررسی قرار گرفتند. در مراحل مختلف فرایند، برای تعیین فازهای موجود و محاسبه میانگین اندازه بلورک ها، از نمونه ها آنالیز پراش پرتو ایکس به عمل آمد. برای بررسی مورفولوژی مواد سنتز شده، نمونه های مناسب از نظر سنتز، توسط میکروسکپ الکترونی روبشی و عبوری تحت بررسی قرار گرفتند. نتایج آنالیز پراش پرتوی ایکس نشان داد استفاده از نسبت مولی منیزیم به اکسید بور بیشتر از استوکیومتری واکنش سبب کاهش کربن باقیمانده و کاهش سنتز فازهای نامطلوب بورات های منیزیم شده است. نسبت مولی منیزیم به اکسید بور 7 به 2 به عنوان نسبت مولی بهینه برگزیده شد. بدون انجام آسیا کاری مقدار کمی کاربید سیلیسیم و کاربید بور سنتز شد و با انجام آسیا کاری سنتز کاربید سیلیسیم و کاربید بور به طور قابل توجهی شدت گرفت. با مقایسه نتایج آنالیز xrd ، تصاویر sem و tem، در بخش آسیا کاری نمونه ی بهینه از نظر سنتز، 9 ساعت آسیا کاری با نسبت گلوله به پودر 20 به 1 و سرعت چرخش 300 دور بر دقیقه به دست آمد. بنابر تصاویر آنالیز sem و tem، سنتز نانو کامپوزیت با کاهش دمای کوره از 1000 به °c900 با ساختار یکنواخت تری انجام شد. بنابر نتایج آنالیز xrd، اسید شویی بوسیله ی اسید کلریدریک سبب حذف اکسید منیزیم و ترکیب های بوراتی شد. با تحلیل پیک های xrd میانگین اندازه ی بلورک ها زیر 20 نانومتر محاسبه شد. همچنین تصویرهای تهیه شده بوسیله ی sem و tem سنتز درجای نانو ذرات sic و b4c و در نتیجه نانو کامپوزیت را تایید کردند. در تصاویر تهیه شده بوسیله ی tem اندازه ی ذرات سنتز شده اغلب زیر 30 نانومتر مشاهده شد.