Skip to main content
SUPERVISOR
Masoud Panepour,Mehdi Ahmadian
مسعود پنجه پور (استاد راهنما) مهدی احمدیان (استاد راهنما)
 
STUDENT
Parinaz Azizi
پریناز عزیزی

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.
ترکیب بین فلزی دی سیلیسید مولیبدن به علت داشتن خواصی از جمله نقطه ذوب بالا، مقاومت به خوردگی واکسیداسیون در دماهای بالا، هزینه تولید پایین، غیر سمی بودن و پایداری ترمودینامیکی و قابلیت تشکیل کامپوزیت با انواع تقویت کننده های فلزی و سرامیکی مورد توجه می باشد. وجود مجموعه ایی از خواص فوق سبب شده تا امروزه دی سیلیسید مولیبدن در صنایع مختلف مورد استفاده قرار گیرد. هدف از این پژوهش بررسی سینتیک اکسیداسیون ترکیب بین فلزی دی سیلیسید مولیبدن در حضور عناصر آلومینیم وزیرکونیم می باشد. از این رو نمونه هایی با نسبت استوکیومتری مناسب از پودرهای سیلیسیم و مولیبدن به همراه درصدهای وزنی صفر، 2، 5، 7 و 10، از پودرآلومینیم و زیرکونیم،به صورت مجزا وهم زمان تهیه شده و سپس در اتمسفر هوا تحت فرایندهای سنتز احتراقی و تفجوشی پلاسمای جرقه ایی قرار گرفته اند. در ادامه به منظور بررسی فازی، ترکیب شیمیایی و ساختارهای ایجاد شده، نمونه ها تحت آزمون های پراش پرتو ایکس (XRD) و طیف سنجی توزیع انرژی پرتو ایکس (EDS) قرار گرفته و تصاویر میکروسکوپی الکترونی و میکروسکوپی نوری تهیه شدند پس از این جهت بررسی مکانیزم و سینتیک اکسیداسیون آزمون هایTG، DTA و DSC بر روی پودر های پیش از سنتز و همچنین نمونه های سنتز شده انجام گرفته است. بر اساس نتایج بدست آمده مشخص گردید که با افزایش درصد آلومینیم سرعت جبهه احتراق کاهش می یابد و با رسیدن آن به بالاتر از 9 درصد وزنی فاز هگزاگونال Mo(Si,Al) 2 تشکیل می گردد. آلومینیم همچنین با ایجاد مذاب تغدیه رسانی را افزایش داده و علاوه بر بهبود بخشیدن به واکنش میان مولیبدن و سیلیسیم منجر به کاهش تخلخل ها نیز می گردد. از طرف دیگر با افزایش مقدار زیرکونیم، گرمای ناشی از تشکیل ترکیبات ZrO 2 ، ZrSi 2 و انحلال زیرکونیم در ساختار دی سیلیسید مولیبدن، باعث افزایش سرعت حرکت موج احتراق خود پیشرونده می شود. و حضور هم زمان این دو افزودنی اثرگذاری هرکدام را بهبود می بخشد. در نمونه های سنتز انفجاری با افزایش درصد آلومینیم و زیرکونیم حداقل دمای آغاز سنتز انجاری کاهش می یابد آلومینیم ایندما را با 10 درصد وزنی افزودنی به 700 درجه ی سانتی گراد می رساند در حالی که زیرکونیم آن را به 1050 درجه ی سانتی گراد می رساند. بنابراین اثرگذاری آلومینیم در این زمینه بیشتر می باشد. پس از انجام آزمون اکسیداسیون بر روی نمونه های ساخته شده به دو روش سنتز احتراقی خودپیش رونده و تفجوشی جرقه ایی پلاسما، مشخص گردید که نمونه حاوی 10 درصد وزنی آلومینیم ساخته شده به روش سنتز احتراقی خود پیش رونده به همراه نمونه حاوی 5 درصد وزنی آلومینیم و 5 درصد وزنی زیرکونیم ساخته شده به روش تفجوشی پلاسمای جرقه ایی دارای بیشترین مقاومت به اکسیداسیون می باشند.در مجموع نتایج حاصل از این پژوهش نشان داد که حضور آلومینیم و زیرکونیم به صورت هم زمان و مجزا نه تنها سرعت جبهه احتراق را تغییر می دهند و بر تخلخل ها اثر کاهشی دارند بلکه منجر به با حضور در ساختار دی سیلیسید مولیبدن مقاومت به اکسیداسیون در دماهای میاتی را افزایش می دهند. کلمات کلیدی اکسیداسیون، سینتیک، دی سیلیسید مولیبدن ،آلومینیم، زیرکونیم، کامپوزیت.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی