Skip to main content
SUPERVISOR
Fatallah Karimzadeh,Mohammad Hossei Enayati
فتح اله کریم زاده (استاد راهنما) محمدحسین عنایتی (استاد راهنما)
 
STUDENT
Mehdi Khodaei
مهدی خدایی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی مواد
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1384

TITLE

Mechanochemical Synthesis of Fe3Al-Al2O3 Nanocomposite and Investigation of Its Properties
Fe 3 Al intermetallic compound is an important class of materials because of a combination of its high tensile strength, low density, good wear resistance, ease of fabrication and low cost. It also has excellent oxidation, sulfidation and corrosion resistance at high temperature. These properties have led to the identification of several potential usages including structural applications and protective coatings in hostile environments. Two major problems that restrict the application of Fe 3 Al are poor low-temperature ductility and inadequate high-temperature creep resistance. These limitations can be overcome by introducing ceramic particles as reinforcements. The goal of this work is fabrication of Fe 3 Al intermetallic compound with Al 2 O 3 reinforcement via mechanochemical process. The phase transformation and microstructural characterization during mechanochemical reaction were investigated by X-ray diffractometery (XRD), scanning electron microscopy (SEM), Transmission electron microscopy (TEM) with an energy dispersive spectrometer (EDS) attached, and thermal analysis (DTA).Mechanochemical behavior of different Fe, Al, and Fe 2 O 3 powder mixtures to fabrication of Fe–Al 2 O 3 , Fe 3 Al–57 vol.% Al 2 O 3, Fe 3 Al–30 vol.% Al 2 O 3 was studied according to the calculated adiabatic temperature of reactions, vial temperature measurement during milling, and structural investigations. Fe 3 Al–57 vol.% Al 2 O 3 and Fe 3 Al–30 vol.% Al 2 O 3 nanocomposite powders were compacted and then sintered at 1400 ? C for 1 h. The consolidated Fe 3 Al–57 vol.% Al 2 O 3 art had an ultrafine and homogeneous structure without "core-rim" feature consisting of Fe 3 Al and Al 2 O 3 phases. The consolidated Fe 3 Al–30 vol.% Al 2 O 3 art had a homogeneous and interconnected network of Fe 3 Al matrix. In addition, Fe 3 Al–30 vol.% Al 2 O 3 was also fabricated by mechanical alloying of Fe, Al, and nano-Al 2 O 3 in order to compare the effect of the addition route of Al 2 O 3 phase in Fe 3 Al matrix on sintering behavior and mechanical properties. The results showed that the Fe 3 Al–30 vol.% Al 2 O 3 fabricated through mechanochemical process had higher three-point fracture stress and hardness than Fe 3 Al–30 vol.% Al 2 O 3 fabricated by addition of Al 2 O 3 nanopowders
آلومینایدهای آهن به دلیل دارا بودن تلفیقی از خواص مکانیکی مناسب، چگالی کم، هزینه مواد اولیه پایین و مقاومت اکسیداسیون و سولفیداسیون عالی گزینه مناسبی برای کاربردهای دمای بالا ومحیط های خورنده به شمار می‌روند. مشکل اصلی آلومینایدهای آهن، مانند سایر ترکیبات بین فلزی، انعطاف پذیری کم در دمای محیط و استحکام خزشی نامناسب دردماهای بالا می‌باشد. استحکام خزشی آلومینایدهای آهن بوسیله اضافه کردن ذرات تقویت کننده و ایجاد کامپوزیت به طور قابل توجهی افزایش می‌یابد. هدف از انجام این تحقیق ایجاد نانوکامپوزیت با زمینه آلومیناید آهن با ترکیب Fe 3 Al و ذرات تقویت کننده Al 2 O 3 از طریق فرایند مکانوشیمیایی می باشد. تغییرات فازی و مطالعات ریز ساختاری بوسیله آزمون های پراش پرتو ایکس (XRD)، آنالیز حرارتی (DTA)، میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) و میکروسکوپ الکترونی عبوری (TEM) به همراه طیف سنجی تفکیک انرژی (ESD) انجام شد. رفتار مکانوشیمیایی مخلوط پودر های آهن، آلومینیوم و هماتیت با درصد های مختلف برای ساخت ترکیب های نانوکامپوزیتی Fe–Al 2 O 3 ، Fe 3 Al–57 vol.% Al 2 O 3 و Fe 3 Al–30 vol.% Al 2 O 3 براساس محاسبه دمای آدیاباتیک واکنش، دمای محفظه آسیاب و بررسی های ساختاری مورد مطالعه قرار گرفت و مکانیزم واکنش مکانوشیمیایی مربوطه تعیین شد. پودرهای نانوکامپوزیتی آلومیناید آهن پس از متراکم شدن، در دمای 1400 درجه سانتیگراد به مدت 1 ساعت سینتر شدند. ریزساختار قطعه سینتر شده از پودر نانوکامپوزیتی Fe 3 Al–57 vol.% Al 2 O 3 دارای ساختار شبکه ای بهم پیوسته و یکنواخت از فازهای تشکیل دهنده می باشد. همچنین ریزساختار قطعه سینتر شده از پودر نانوکامپوزیتی Fe 3 Al–30 vol.% Al 2 O 3 دارای ساختار شبکه ای بهم پیوسته از فاز Fe 3 Al بوده و فاز تقویت کننده به صورت یکنواخت در زمینه توزیع شده اند. به منظور مقایسه تاثیر فرایند ایجاد فاز تقویت کننده بر ریزساختار و خواص مکانیکی قطعه سینتر شده از پودرنانوکامپوزیتی Fe 3 Al–30 vol.% Al 2 O 3 ، این ترکیب علاوه بر فرایند مکانوشیمیایی مخلوط پودرهای آهن، آلومینیوم و هماتیت، توسط اضافه کردن نانوپودر آلومینا به مخلوط پودر آهن و آلومینیوم از طریق فرایند آلیاژسازی مکانیکی ساخته شد. نتایج نشان داد که ترکیب نانوکامپوزیتی Fe 3 Al–30 vol.% Al 2 O 3 ساخته شده با اضافه کردن ذرات آلومینا دارای ریزساختار غیر یکنواخت و آگلومره شده از فاز تقویت کننده بوده و پیوستگی کاملی در فصل مشترک دو فاز وجود ندارد. این درحالی است که ترکیب ایجاد شده به روش مکانوشیمیایی دارای ساختار کاملاً یکنواخت و فصل مشترک فازی پیوسته می باشد. همچنین قطعه ایجاد شده از پودر نانوکامپوزیتی Fe 3 Al–30 vol.% Al 2 O 3 ساخته شده به روش مکانوشیمیایی دارای استحکام شکست و سختی بالایی در دمای محیط در مقایسه با ترکیب مشابه حاصل از اضافه کردن نانوپودر آلومینا می باشد.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی