Skip to main content
SUPERVISOR
Fakhreddin Ashrafizadeh,Mohammad Hassan Abbasi
سیدفخرالدین اشرفی زاده (استاد راهنما) محمدحسن عباسی (استاد راهنما)
 
STUDENT
Esmaeil Rostami Zadeh
اسماعیل رستمی زاده

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی مواد
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1390

TITLE

The effect of synthesis route on the characteristics of MoSi2-TiB2 nanocomposite produced by mechanical alloying for thermal spraying
In this study, MoSi 2 -TiB 2 nanocomposites with 10 and 20 wt.% TiB 2 were synthesized and characterized by mechanical alloying via three routes. In the first route, elemental powders of molybdenum, silicon, titanium and boron were milled for 60 h. In the second route, MoSi 2 was synthesized first from Mo and Si by 30 h milling and Ti, B elemental powders were added and the mixture was milled for 60 h. In the third route, MoSi 2 was made by 30 h milling of Mo and Si and commercial TiB 2 was added and milling was continued for 30 h. Heat treatment at 1000?C for 60 min was carried out on the powders that were produced by three routes. The effect of mechanical alloying on grain size and lattice strain was investigated by williamson-hall method. The morphology and microstructure of produced powders were studied by SEM and EDS. The results indicated that the nanocomposite powders synthesized by the first route with 20 wt.% TiB 2 and heat treatment, contained on Mo 5 Si 3 and MoB phases. The results showed that second route required more reaction time than the first route. The results of XRD patterns showed that the produced MoSi 2 by three routes was ? mixture and ?. Heat treatment of samples resulted in ?-MoSi 2 to ?-MoSi 2 phase change, increase in the grain size and decrease in the micro-strain. The lattice constant of MoSi 2 was calculated by Nelson–Riley method. The mechanical properties of samples were determined by hardness test. The results indicated that increasing the milling time, increases the hardness of samples due to plastic deformation and work hardening. It was also found that by adding TiB 2 to MoSi 2 hardness was increased considerably. Agglomeration process was carried out on the powders to be used in the thermal spray process. The spherical degree and particle size distribution of agglomerating was evaluated using clemex software. The results showed that the nanocomposite powder produced by the first route had high quality for use in the thermal spray process due to high hardness and suitable spherical degree of particles. Key words : Nanocomposite, Mechanical alloying, agglomeration, MoSi 2 , TiB 2
در این پژوهش، نانوکامپوزیت MoSi 2 -TiB 2 با دو نسبت وزنی 10 و 20 درصد تقویت‌کننده TiB 2 از سه مسیر به روش آلیاژسازی مکانیکی سنتز و مشخصه یابی گردید. در مسیر اول، مخلوط پودری عناصر اولیه مولیبدن، سیلیسیوم، تیتانیوم و بور تا زمان 60 ساعت مورد آسیاب‌کاری قرار گرفت. در مسیر دوم، ابتدا MoSi 2 ازMo و Si طی 30 ساعت آسیاب‌کاری تولید شد و سپس پودر تیتانیوم و بور به آن اضافه گردید و تا 60 ساعت مورد آسیاب‌کاری قرار گرفت و در مسیر سوم همانند مسیر دوم MoSi 2 طی 30 ساعت آسیاب‌کاری تولید شد و سپس پودر TiB 2 تجاری به آن اضافه گردید و آسیاب‌کاری تا 60 ساعت ادامه یافت. پودرهای تولیدی از سه مسیر تحت عملیات حرارتی در دمای 1000 درجه سانتی‌گراد به‌مدت 1 ساعت قرار گرفتند. پیشرفت واکنش‌ها و ویژگی‌های ساختاری شامل اندازه دانه، کرنش شبکه بر مبنای روش ویلیامسون- هال به‌وسیله پراش پرتو ایکس (XRD) بررسی گردید. مورفولوژی و میکروساختار پودرهای آسیاب شده به‌وسیله میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) به همراه طیف سنج توزیع انرژی پرتو ایکس (EDS) مورد بررسی قرار گرفتند. نتایج نشان داد که پودر نانوکامپوزیت تولید شده از مسیر اول با 20 درصد تقویت کننده TiB 2 ، نسبت به پودرهای نانوکامپوزیت تولید شده از دو مسیر دیگر بعد از عملیات حرارتی فاقد فازهای Mo 5 Si 3 و MoB بود و به‌طور کامل سنتزشد. مسیر دوم نسبت به مسیر اول زمان بیشتری برای تشکیل کامپوزیت نیاز داشت. بررسی‌های فازشناسی نشان داد که MoSi 2 تولیدی در هر سه مسیر به صورت فازهای ? و ? بود که غالب آن را فاز ? تشکیل می‌داد. حرارت‌دهی تبدیل فاز ?-MoSi 2 به ?-MoSi 2 را مشخص کرد و منجر به رشد دانه‌ها و کاهش میکرو کرنش شد. تعیین ثابت شبکه MoSi 2 با استفاده از رابطه نلسون- رایلی از دیگر نتایج این پژوهش بود. خواص‌مکانیکی نمونه‌ها بوسیله آزمون سختی‌سنجی مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج آزمون سختی‌سنجی نشان داد که افزایش زمان آسیاب‌کاری باعث افزایش سختی، به‌علت تغییر شکل پلاستیکی ناشی از فرایند آلیاژسازی مکانیکی و در نتیجه کارسختی، شده است. همچنین با افزودن TiB 2 به ترکیب MoSi 2 سختی نمونه‌ها به‌طور قابل توجهی افزایش یافت. بیشترین سختی مربوط به پودر نانوکامپوزیت تولید شده از مسیر دوم (HV1334) و کمترین سختی مربوط به ترکیب بین‌فلزی MoSi 2 (HV957) بود. فرایند آگلومراسیون روی پودرها جهت استفاده در فرایند پاشش حرارتی از روش خشک کردن پاششی انجام شد و با کمک نرم افزار کلمکس میزان کروی بودن و توزیع مساحت ذرات ارزیابی شد. نتایج نشان داد پودر نانوکامپوزیت تولید شده از مسیر اول، با توجه به بالاتر بودن سختی و میزان کرویت مطلوب پس از عملیات آگلومراسیون از کیفیت بالایی جهت استفاده در فرایند پاشش حرارتی برخوردار است. کلمات کلیدی: آلیاژسازی مکانیکی، نانوکامپوزیت، آگلومراسیون، MoSi 2 ، TiB 2

ارتقاء امنیت وب با وف بومی