بررسی اثر فعال سازی مکانیکی بر فرآیند سنتز احتراقی

STUDENT

DEGREE

YEAR

i 2 has potential application as a structural material. Synthesis of i 2 via mechanical alloying and combustion synthesis method was investigated. Nb and Si powders (Nb:Si=1:2) were alloyed by milling at different times. The products were identified by XRD analysis. No reaction takes place between Nb and Si at alloying times less than 10 hours. However the intensity of Si peaks decrease mainly due to dissolution of Si in Nb. i 2 formation is initiated at milling times higher than 20 hours, and nearly complete conversion to i 2 takes place after 60 hours. Combustion synthesis experiments were performed on reactant powder in thermal explosion mode at 1300 o C. The results showed that no reaction takes place in the reactant sample of Nb:Si=1:2 without mechanical alloying. At alloying times more than 10 hours, i 2 wahyhy; produced during combustion synthesis. Experimental evidences showed that increasing milling time, not only increases the intensity of i 2 peaks, but also decreases T c and T ig . After 60 hours of milling, T ig was found to be 921 o C.

ترکیب بین فلزی i 2 دارای کاربرد های ویژه برای ساخت قطعات مهندسی است. در پژوهش حاضر، تاثیر دو فرآیند آسیاب کاری مکانیکی و سنتز احتراقی یک بار به صورت مجزا و یک بار به صورت متوالی، بر تولید ترکیب بین فلزی i 2 بررسی گردید. بدین منظور، مخلوطی از پودرهای نیوبیوم و سیلیسیوم با نسبت استوکیومتری 1:2 در مدت زمان های مختلفی تحت فرآیند آسیاب کاری قرار گرفت. با بررسی الگوهای پراش پرتو ایکس مخلوط پودری حاصل از فرآیند آسیاب کاری مشخص شد که در کمتر از 10 ساعت آسیاب کاری، هیچ واکنش شیمیایی بین نیوبیوم و سیلیسیوم اتفاق نمی افتد وتنها شدت پیک های سیلیسیوم که فاز ترد را تشکیل می دهد کاهش پیدا می کند. پس از 20 ساعت آسیاب کاری مکانیکی، اولین پیک های i 2 ظاهر می گردد ولی آهنگ کامل شدن واکنش بسیار کند است؛ بطوریکه پس از 60 ساعت آسیاب کاری مکانیکی، اگرچه پیک های i 2 با شدت قابل ملاحظه ای ظاهر می شوند؛ لکن هنوز پیک های کوتاهی از نیوبیوم، در الگوی پراش پرتو ایکس نمونه ملاحظه می گردد. انجام آزمایش سنتز احتراقی با دمای 1300 درجه سانتیگراد به روش انفجاری بر روی قرص های متشکل از نیوبیوم و سیلیسیوم نشان داد که بدون انجام آسیاب کاری واکنش شیمیایی بین نیوبیوم و سیلیسیوم حین سنتز احتراقی، اتفاق نمی افتد. در حالی که با انجام آسیاب کاری مکانیکی بیش از 10 ساعت و انجام فرآیند سنتز احتراقی، پیک های i 2 در الگوهای پراش پرتو ایکس نمونه های سنتز شده ظاهرمی گردد. نتایج حاصل از آزمایش ها نشان داد که با افزایش زمان آسیاب کاری، نه تنها شدت پیک های i 2 در الگوهای پراش پرتو ایکس نمونه های سنتز شده، به طور قابل ملاحظه ای افزایش می یابد؛ بلکه دمای اشتعال و دمای احتراق نمونه ها تا حد زیادی کاهش می یابد؛ به گونه ای که با انجام 60 ساعت آسیاب کاری، دمای اشتعال نمونه ها به 921 درجه سانتیگراد می رسد.