Skip to main content
SUPERVISOR
Masoud Panepour,Mehdi Ahmadian
مسعود پنجه پور (استاد راهنما) مهدي احمديان (استاد راهنما)
 
STUDENT
Parinaz Azizi
پريناز عزيزي

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی مواد
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1393
molybdenum disilicide intermetallic(MoSi 2 ) compounds due to properties such as high melting point, resistance to corrosion at high temperatures, low production cost, non-toxicity and thermodynamic stability and the ability to form different composites of metal and ceramics is on attention. Because of the above properties molybdenum silicide is used in various industries. The aim of this study was to investigate the kinetics of oxidation of molybdenum silicide intermetallic compounds in the presence of aluminum and zirconium. Hence with appropriate stoichiometric ratio of silicon and molybdenum powders with 0, 5 and 10 wt% of aluminum and zirconium powder were prepared separately and then synthesized in an air atmosphere under combustion synthesis and spark plasma sintering processes. In order to continue Phase, chemical composition and structures created, tests of samples by X-ray diffraction (XRD) and X-ray energy spectroscopy (EDS) and the scanning electron microscopy and optical microscopy were prepared. After this, the mechanism and kinetics of oxidation tests were determined by TG, DTA and DSC on powder before synthesis and synthesized samples. The results showed that with increasing aluminum front combustion speed decreases and the hexagonal phase is higher than 10 wt% Mo (Si, Al) 2 is developed. On the other hand, by increasing the amount of zirconium, heat of formation of ZrO 2 , Zrsi 2 and dissolution of zirconium in the structure of molybdenum disilicide thus speeding up the progressive wave of spontaneous combustion occurs. The presence of aluminum and zirconium does simultaneously improves the effectiveness of each other. For explosively synthesized specimens, the ignition temperature decreases with increasing the zirconium content so that this temperature with Finally, oxidation tests were performed on specimens of synthesized by SHS and process under air atmosphere. A higher intermediate temperature oxidation resistance was obtained for specimens containing aluminum and zirconium compared to that of free ones. Therefore, obtained results reveal that addition of aluminum and zirconium not only results in reduction of ignition temperatures and increase in the velocity of the combustion wave, but also improves the intermediate temperature oxidation So is the impact of aluminum on the field more. 5 wt% aluminum and 5% by weight of zirconium made using spark plasma sintering are the highest resistance to oxidation. Intermediate temperature oxidation; however. Keywords : Oxidation, kinetic, Molybdenum disilicide, Aluminum, Zirconium, oxidation resistance, Composites.
چکيده ترکيب بين فلزي دي سيليسيد موليبدن به علت داشتن خواصي از جمله نقطه ذوب بالا، مقاومت به خوردگي واکسيداسيون در دماهاي بالا، هزينه توليد پايين، غير سمي بودن و پايداري ترموديناميکي و قابليت تشکيل کامپوزيت با انواع تقويت کننده هاي فلزي و سراميکي مورد توجه مي باشد. وجود مجموعه ايي از خواص فوق سبب شده تا امروزه دي سيليسيد موليبدن در صنايع مختلف مورد استفاده قرار گيرد. هدف از اين پژوهش بررسي سينتيک اکسيداسيون ترکيب بين فلزي دي سيليسيد موليبدن در حضور عناصر آلومينيم وزيرکونيم مي باشد. از اين رو نمونه هايي با نسبت استوکيومتري مناسب از پودرهاي سيليسيم و موليبدن به همراه درصدهاي وزني صفر، 2، 5، 7 و 10، از پودرآلومينيم و زيرکونيم،به صورت مجزا وهم زمان تهيه شده و سپس در اتمسفر هوا تحت فرايندهاي سنتز احتراقي و تفجوشي پلاسماي جرقه ايي قرار گرفته اند. در ادامه به منظور بررسي فازي، ترکيب شيميايي و ساختارهاي ايجاد شده، نمونه ها تحت آزمون هاي پراش پرتو ايکس (XRD) و طيف سنجي توزيع انرژي پرتو ايکس (EDS) قرار گرفته و تصاوير ميکروسکوپي الکتروني و ميکروسکوپي نوري تهيه شدند پس از اين جهت بررسي مکانيزم و سينتيک اکسيداسيون آزمون هايTG، DTA و DSC بر روي پودر هاي پيش از سنتز و همچنين نمونه هاي سنتز شده انجام گرفته است. بر اساس نتايج بدست آمده مشخص گرديد که با افزايش درصد آلومينيم سرعت جبهه احتراق کاهش مي يابد و با رسيدن آن به بالاتر از 9 درصد وزني فاز هگزاگونال Mo(Si,Al) 2 تشکيل مي گردد. آلومينيم همچنين با ايجاد مذاب تغديه رساني را افزايش داده و علاوه بر بهبود بخشيدن به واکنش ميان موليبدن و سيليسيم منجر به کاهش تخلخل ها نيز مي گردد. از طرف ديگر با افزايش مقدار زيرکونيم، گرماي ناشي از تشکيل ترکيبات ZrO 2 ، ZrSi 2 و انحلال زيرکونيم در ساختار دي سيليسيد موليبدن، باعث افزايش سرعت حرکت موج احتراق خود پيشرونده مي شود. و حضور هم زمان اين دو افزودني اثرگذاري هرکدام را بهبود مي بخشد. در نمونه هاي سنتز انفجاري با افزايش درصد آلومينيم و زيرکونيم حداقل دماي آغاز سنتز انجاري کاهش مي يابد آلومينيم ايندما را با 10 درصد وزني افزودني به 700 درجه ي سانتي گراد مي رساند در حالي که زيرکونيم آن را به 1050 درجه ي سانتي گراد مي رساند. بنابراين اثرگذاري آلومينيم در اين زمينه بيشتر مي باشد. پس از انجام آزمون اکسيداسيون بر روي نمونه هاي ساخته شده به دو روش سنتز احتراقي خودپيش رونده و تفجوشي جرقه ايي پلاسما، مشخص گرديد که نمونه حاوي 10 درصد وزني آلومينيم ساخته شده به روش سنتز احتراقي خود پيش رونده به همراه نمونه حاوي 5 درصد وزني آلومينيم و 5 درصد وزني زيرکونيم ساخته شده به روش تفجوشي پلاسماي جرقه ايي داراي بيشترين مقاومت به اکسيداسيون مي باشند.در مجموع نتايج حاصل از اين پژوهش نشان داد که حضور آلومينيم و زيرکونيم به صورت هم زمان و مجزا نه تنها سرعت جبهه احتراق را تغيير مي دهند و بر تخلخل ها اثر کاهشي دارند بلکه منجر به با حضور در ساختار دي سيليسيد موليبدن مقاومت به اکسيداسيون در دماهاي مياتي را افزايش مي دهند. کلمات کليدي اکسيداسيون، سينتيک، دي سيليسيد موليبدن ،آلومينيم، زيرکونيم، کامپوزيت.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی