Skip to main content
SUPERVISOR
Fatallah Karimzadeh,Mohammad Hossei Enayati
فتح اله کريم زاده (استاد راهنما) محمدحسين عنايتي (استاد راهنما)
 
STUDENT
Amir Mahboubi Soufiani
امير محبوبي صوفياني

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی مواد
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1386

TITLE

Fabrication and characterization of Ti6Al4V / Al2O3 nanocomposite by mechanical alloying
In the current investigation fabrication and characterization of Ti6Al4V-Al 2 O 3 nanocomposite by mechanical alloying has been studied. In this regard, the Ti6Al4V matrix was fabricated from elemental powders and Ti6Al4V residual scraps. Also the nanocomposite was synthesized by mechanochemical reaction of TiO 2 , Ti, Al, V powder mixture and mechanical milling of Ti6Al4V scraps together with Al 2 O 3 nanoparticles. Phase transformation, structural changes and morphological evaluations of powder particles were evaluated by means of X-ray diffraction (XRD), Scanning electron microscope (SEM) and Thermal analysis (DTA). The results revealed that in the early stages of mechanical alloying of Ti-Al-V powder mixture Ti(Al)-hcp solid solution is produced and further milling results in formation of Ti(Al, V) solid solution and amorphous phase. Heat treatment of the amorphous and Ti(Al, V) phase eventually led to the fabrication of a nanostructured Ti6Al4V alloy. Subjecting the as milled powder to elevated temperature for longer time periods results in crystallization of Ti6Al4V(?) phase and excessive grain growth. Moreover in order to compare the properties of final products, Ti6Al4V scraps were mechanically milled. It was observed that the micro hardness value of nanostructured Ti6Al4V powder produced from elemental powders was significantly higher than that of mechanically milled scraps. In situ Ti6Al4V-Al 2 O 3 nanocomposite was fabricated by mechanical alloying. The nanocomposite was produced gradually during milling and heat treating of TiO 2 , Ti, Al and V powder mixture. The crystallization of the amorphous phase and formation of nanostructure Al 2 O 3 phase occurred during milling. Mechanical milling of Ti6Al4V scraps with Al 2 O 3 nanoparticles led to production of ex situ Ti6Al4V-Al 2 O 3 nanocomposite powder exhibited good thermal stability and high microhardness. The physical and mechanical properties of the in situ and ex situ Ti6Al4V-Al 2 O 3 nanocomposites during milling and after heat treatment were compared. Keywords Ti6Al4V matrix nanocomposite, Al 2 O 3 , Mechanical alloying
در اين تحقيق ساخت و مشخصه يابي نانوکامپوزيت Ti6Al4V/Al 2 O 3 به روش آلياژسازي مکانيکي مورد بررسي قرار گرفته است. بدين منظور ابتدا زمينه با استفاده از پودر عناصر اوليه و نيز پليسه آلياژ Ti6Al4V ساخته شد و در ادامه براي سنتز نانوکامپوزيت مورد نظر از واکنش مکانوشيميايي پودرTiO 2 -Ti-Al-V و آسيابکاري پليسه Ti6Al4V به همراه نانوذرات Al 2 O 3 استتفاده شد. تغييرات فازي، ساختاري و مورفولوژيکي ذرات پودر بوسيله پراش پرتو ايکس (XRD)، ميکروسکوپ الکتروني روبشي (SEM) و آناليز حرارتي (DTA) ارزيابي شد. نتايج نشان داد آلياژسازي مکانيکي مخلوط پودر Ti-6wt%Al-4wt%V ابتدا موجب تشکيل محلول جامد Ti(Al)-hcp پس از زمان هاي کوتاه آلياژسازي مکانيکي مي شود. افزايش زمان آلياژسازي مکانيکي منجر به تشکيل محلول جامد Ti(Al,V) و سپس فاز آمورف گرديد. عمليات حرارتي فاز آمورف و محلول جامد Ti(Al,V) تشکيل آلياژ نانوساختار Ti6Al4V را به همراه داشت. افزايش دما و زمان عمليات حرارتي موجب ظاهر شدن پيک هاي فاز Ti6Al4V(?) و افزايش اندازه دانه آلياژ نهايي مي شود. در اين راستا به عنوان نمونه شاهد رفتار آسيابکاري مکانيکي پليسه Ti6Al4V نيز مورد بررسي قرار گرفت. ملاحظه گرديد سختي نمونه پودر نانوساختار حاصل از آلياژسازي مکانيکي پودر عناصر اوليه به طور قبل ملاحظه اي از سختي پودر نانوساختار حاصل از پليسه بيشتر مي باشد. نانوکامپوزيت Ti6Al4V-10wt%Al 2 O 3 با استفاده از آلياژسازي مکانيکي مخلوط پودر TiO 2 -Ti-Al-V بصورت درجا توليد شد. تشکيل اين نانوکامپوزيت، بصورت تدريجي در حين آلياژسازي مکانيکي و عمليات حرارتي صورت پذيرفت. ارزيابي ها کريستاليزاسيون فاز آمورف و تشکيل Al 2 O 3 نانوساختار را در حين آلياژسازي مکانيکي نشان داد. آسيابکاري مکانيکي مخلوط پليسه Ti6Al4V و نانوذرات Al 2 O 3 باعث تشکيل نانوکامپوزيت غيردرجا Ti6Al4V-10wt%Al 2 O 3 شد. ساختار حاصل از عمليات حرارتي اين نانوکامپوزيت پايداري حرارتي مطلوب و سختي بالايي از خود نشان داد. مشخصات فيزيکي و مکانيکي نانوکامپوزيت هاي درجا و غيردرجا Ti6Al4V-Al 2 O 3 پس از زمان هاي مختلف آلياژسازي مکانيکي و عمليات حرارتي مقايسه گرديد.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی