Skip to main content
SUPERVISOR
Ali Saidi,Mohammad Hassan Abbasi
علی سعیدی (استاد راهنما) محمدحسن عباسی (استاد مشاور)
 
STUDENT
Davoud Taghizadeh
داود تقی زاده

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی مواد
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1388
Tungsten carbide (WC) is a widely used substance in manufacturing industries because of its higher wear-resistance property. The high hardness and melting point with excellent abrasive and corrosion-resistance properties makes it most suitable substance for cutting tool industries. There are a number of processes for the synthesis of tungsten carbide powders and each process varies in the characteristics of the powder produced, including mechanical milling and combustion synthesis techniques which lead to produce ultrafine grain tungsten carbide. Tungsten carbide powders with submicron grain size are characterized by a higher abrasive wear resistance and hardness. So interest for making nanograin tungsten carbide has been growing rapidly during last decades. Metalothermic reduction of tungsten oxide by several materials has been done including aluminium, magnesium and zinc. In this research, zinc was chosen as the reducing agent and In-situ carburizing via graphite was used for direct synthesis of tungsten carbide. Mechanical alloying and Self-propagating high-temperature synthesis (SHS) technique were employed to produce nanograin tungsten carbide powder. Powder mixtures at the stoichiometry ratio were milled for 20, 40, 60 hours and also pellets were compacted by using of a 10MPa press and were ignited at 800 °C and 900°C. While characterising the products, the path of SHS was studied using Differential Thermal Analysis (DTA) technique. Characterizations of the products were done using X-ray diffraction (XRD) method and Scanning electron microscope (SEM). SHS results showed that without mechanical activation, at T ig = 800 °C, only Metalothermic reduction of tungsten oxide by zinc takes place and the products are pure tungsten and zinc oxide. At T ig =900°C, some zinc tungstate (ZnWO 4 ) is produced in addition to the main products. DTA results showed that the minimum temperature required to reduce tungsten oxide is 600 °C. Studies showed that the zinc is melted at the beginning of reaction and wets the surface of tungsten oxide and starts the reduction reaction. The heat of metalothermic reduction activates carbothermic reduction too and the rest of the reduction takes place via carbothermis reduction. Analysis of milled samples showed that the reduction starts at 40hr of milling to produce the products (tungsten carbide and zinc oxide) and the product of 60hr of milling is amorphous and needs to be heat treated. Phase analysis of the samples heat treated at 800°C confirmed the presence of WC and ZnO. In order to eliminate the zinc oxide from the tungsten carbide, the heat treated product was leached using hydrochloric acid. The calculated grain size for tungsten carbide after heat treatment was about 10 nm. Keywords : Tungsten carbide, Mechanical Alloying, SHS, Nanostructured
در پژوهش حاضر برای تولید کاربید تنگستن از احیای متالوترمی اکسید تنگستن توسط پودر فلز روی و کربوراسیون در جای آن با گرافیت استفاده شد. به منظور فراهم آوردن شرایط سنتز (تامین انرژی اکتیواسیون مورد نیاز) از آسیاب‍کاری در آسیاب پر‍انرژی و سنتز احتراقی استفاده شد. ضمن مشخصه یابی محصولات تولیدی و اثر عوامل اجرایی بر آن، مسیر انجام واکنش سنتز احتراقی به روش آنالیز حرارتی بررسی شد. مشخصه‍یابی محصولات تشکیل شده با استفاده از پراش اشعه ایکس (XRD) و میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) انجام شد. بررسی‍ها در مورد سنتز احتراقی نشان داد که بدون فعال‍سازی مکانیکی، در دمای اشتعال °C 800 تنها واکنش متالوترمی احیای اکسید تنگستن انجام می‍شود و محصول نهایی تنگستن و اکسید روی می‍باشد. اما در دمای اشتعال °C 900 علاوه بر تنگسن و اکسید روی، مقادیری تنگستات روی نیز تشکیل می شود. بررسی مسیر انجام واکنش به روش آنالیز حرارتی نشان داد که حداقل دمای احیاء اکسید تنگستن °C 600 می باشد. نتایج آنالیز حرارتی حاکی از این بودند که ابتدا روی ذوب شده و پس از تر کردن سطح ذرات اکسید تنگستن، شروع به احیای آن کرده که گرمای ناشی از این مرحله منجر به فعال شدن احیای کربوترمی می شود و مصرف شدن کربن را به همراه دارد. نتایج آسیاب‌کاری نشان داد که پس از 40 ساعت آسیاب‌کاری، جوانه هایی از کاربید تنگستن و اکسید روی شکل گرفت. با ادامه ی آسیاب کاری تا 60 ساعت، پودر محصولات آمورف شده که فازیابی دقیق آن نیازمند انجام عملیات حرارتی است. پس از عملیات حرارتی در °C 800 نتایج XRD فاز WC همراه با ZnO را نشان داد. برای حذف اکسید روی ناشی از احیای اکسید تنگستن، از کاربید تشکیل شده، محصول عملیات حرارتی شده با اسید هیدروکلریک شسته شد. اندازه دانه محاسبه شده برای کاربید تنگستن پس از عملیات حرارتی حدود 10 نانومتر به دست آمد. کلمات کلیدی کاربید تنگستن، سنتز احتراقی، آلیاژسازی مکانیکی، مواد نانوساختار

ارتقاء امنیت وب با وف بومی