Skip to main content
SUPERVISOR
Mohammad Hossei Enayati,Fatallah Karimzadeh,Ahmad Monshi
محمدحسین عنایتی (استاد راهنما) فتح اله کریم زاده (استاد راهنما) احمد منشی (استاد مشاور)
 
STUDENT
Akbar Heidarpour
اکبر حیدرپور

FACULTY - DEPARTMENT

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

TITLE

Fabrication and characterization of Al2O3/Mo nanocomposite by mechanical alloying
Mechanochemical reactions involving displacement reactions between a reactive metal and a metal oxide often led to the formation a nanocomposite structure. The Mechanochemical reactions fall into two categories, namely (a) those which occur during the mechanical activation process and there the reaction enthalpy is highly negative (e.g. adiabatic temperature T ad = 1300–1800 K), and (b) those which occur during subsequent thermal treatment and here the reaction enthalpy is only moderate (e.g. T ad 1300 K). The first type of reaction takes place in two distinct modes, i.e., either combustion reaction or a progressive reaction. Whenever a reaction is highly exothermic, it can occur abruptly after a certain time of milling and, once started, it proceeds in a self-sustained way. In this case, the reaction requires a given time to begin. This time is called ignition time and, due to the exothermic reaction, can be determined by an increase of temperature. A number of studies have been focused on the development of A1 2 O 3 /metal nanocomposites by different routes including synthesis of nanometer-sized ?-A1 2 O 3 -M composite (M=Fe, V, Cr, Mn, Co, Ni, Cu, Zn, Nb, Mo, W, Si, Fe) by ball milling of an appropriate metal oxide and Al. In this study fabrication and mechanical properties of alumina-based ceramic matrix nanocomposite reinforced by Mo (15 and 26.6 vol.%) was investigated. Al 2 O 3 -Mo nanocomposite was synthesized by ball milling of aluminum and molybdenum oxide powders mixtures in a SPEX8000 type ball mill. The evaluation of powder particles after different milling times and also after subsequent annealing was studied by x-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM), transmission electron microscopy (TEM), and differential thermal analysis (DTA). The molybdenum oxide was found to be reacted with Al through a rapid self-sustaining combustion reaction process forming an Al 2 O 3 -Mo nanocomposite powder. After annealing at 800°C for 60min, crystallite size of Mo and alumina remained constant. In addition annealing caused formation of different polymorphic, ?-Al 2 O 3 with a crystallite size of 50nm. The powder particles were consolidated by cold uniaxially pressing followed by sintering in vacuum atmosphere at 1300 ?C and 1400 ?C. Results showed a significant improvement in flexural strength of Al 2 O 3 -Mo nanocomposites in comparison to alumina which increases by Mo content.
نانوکامپوزیت‌های آلومینا- فلز به دلیل خواصی نظیر سختی و استحکام عالی، چقرمگی مناسب و چگالی نسبتاً کم در دهه اخیر مورد توجه طراحان و مهندسان برای کاربرد در صنایع مختلف قرار گرفته است. در واقع مشکل اصلی سرامیک‌هایی نظیر آلومینا تافنس پایین آنهاست که با ایجاد ساختار کامپوزیتی و ریز کردن ساختار تا حد نانومتر این محدودیت تا حد زیادی قابل اصلاح است. هدف از این پژوهش تولید نانوکامپوزیت آلومینا– مولیبدن به روش آسیاب‌کاری مکانیکی است. بدین منظور مخلوط پودر آلومینیوم و اکسید مولیبدن آسیاب گردید تا از واکنش بین آنها نانوکامپوزیت مزبور بدست آید. در مرحله بعد فشرده‌سازی نمونه‌ها در دماهای 1300 و 1400 درجه سانتیگراد انجام و رفتار سینترینگ آنها مورد بررسی قرار گرفت. مشخصه‌یابی پودر نانوکامپوزیت و نمونه متراکم توسط آنالیز پراش پرتو ایکس (XRD) و میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) و عبوری (TEM) انجام شد. نتایج بررسی‌ها نشان داد که در مخلوط استوکیومتری آلومینیوم و اکسید مولیبدن، واکنش پس از 120 دقیقه و در مخلوط غیر استوکیومتری پس از 170 دقیقه کامل می‌شود. مکانیزم واکنش برای هر دو ترکیب به صورت احتراقی خود پیشرونده تعیین گردید. محصول واکنش ترکیب استوکیومتری نانوکامپوزیت آلومینا- 7/26 درصد حجمی مولیبدن و محصول واکنش ترکیب غیر استوکیومتری نانوکامپوزیت آلومینا- 15 درصد حجمی مولیبدن بود. بررسی‌های پراش پرتو ایکس نشان داد که پس از تکمیل واکنش هیچ فاز اضافه‌ای نظیر ترکیبات میانی در محصولات واکنش وجود ندارد. با ادامه آسیاب‌کاری نیز فقط اندازه دانه‌های کریستالی کاهش و کرنش داخلی افزایش یافت. اندازه دانه مولیبدن و آلومینا پس از 270 دقیقه آسیاب‌کاری به ترتیب 15 و 25 نانومتر در مخلوط استوکیومتری و 18 و 10 نانومتر در مخلوط غیر استوکیومتری به دست آمد. عملیات حرارتی نمونه‌ها در دمای 800 درجه سانتیگراد نشان داد که نانوکامپوزیت تولیدی از پایداری حرارتی خوبی برخوردار است. در ادامه پودر نانوکامپوزیت‌های تولیدی و نیز پودر آلومینای a که به مدت زمان 270 دقیقه آسیاب شده بود تحت فشار 200 مگاپاسکال فشرده و سپس در دو دمای 1300 و 1400 درجه سانتیگراد سینتر شدند. بررسی‌ها نشان ‌داد که رشد دانه‌ها به دلیل حضور فاز دوم در هر یک از فازهای تشکیل دهنده نانوکامپوزیت بسیار ناچیز می‌باشد. در این مورد نیز تشکیل فاز آلومینای g در کنار آلومینای a مشاهده می‌شود. افزایش دمای سینترینگ و نیز افزایش مقدار مولیبدن باعث کاهش مقدار تخلخل نمونه‌ها می‌گردد. با افزایش درصد مولیبدن در نمونه‌ها سختی افت کرده اما استحکام خمشی افزایش می‌یابد.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی