Skip to main content
SUPERVISOR
Fatallah Karimzadeh,Mohammad Hossei Enayati
فتح اله کریم زاده (استاد راهنما) محمدحسین عنایتی (استاد راهنما)
 
STUDENT
Amir Mahboubi Soufiani
امیر محبوبی صوفیانی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی مواد
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1386

TITLE

Fabrication and characterization of Ti6Al4V / Al2O3 nanocomposite by mechanical alloying
In the current investigation fabrication and characterization of Ti6Al4V-Al 2 O 3 nanocomposite by mechanical alloying has been studied. In this regard, the Ti6Al4V matrix was fabricated from elemental powders and Ti6Al4V residual scraps. Also the nanocomposite was synthesized by mechanochemical reaction of TiO 2 , Ti, Al, V powder mixture and mechanical milling of Ti6Al4V scraps together with Al 2 O 3 nanoparticles. Phase transformation, structural changes and morphological evaluations of powder particles were evaluated by means of X-ray diffraction (XRD), Scanning electron microscope (SEM) and Thermal analysis (DTA). The results revealed that in the early stages of mechanical alloying of Ti-Al-V powder mixture Ti(Al)-hcp solid solution is produced and further milling results in formation of Ti(Al, V) solid solution and amorphous phase. Heat treatment of the amorphous and Ti(Al, V) phase eventually led to the fabrication of a nanostructured Ti6Al4V alloy. Subjecting the as milled powder to elevated temperature for longer time periods results in crystallization of Ti6Al4V(?) phase and excessive grain growth. Moreover in order to compare the properties of final products, Ti6Al4V scraps were mechanically milled. It was observed that the micro hardness value of nanostructured Ti6Al4V powder produced from elemental powders was significantly higher than that of mechanically milled scraps. In situ Ti6Al4V-Al 2 O 3 nanocomposite was fabricated by mechanical alloying. The nanocomposite was produced gradually during milling and heat treating of TiO 2 , Ti, Al and V powder mixture. The crystallization of the amorphous phase and formation of nanostructure Al 2 O 3 phase occurred during milling. Mechanical milling of Ti6Al4V scraps with Al 2 O 3 nanoparticles led to production of ex situ Ti6Al4V-Al 2 O 3 nanocomposite powder exhibited good thermal stability and high microhardness. The physical and mechanical properties of the in situ and ex situ Ti6Al4V-Al 2 O 3 nanocomposites during milling and after heat treatment were compared. Keywords Ti6Al4V matrix nanocomposite, Al 2 O 3 , Mechanical alloying
در این تحقیق ساخت و مشخصه یابی نانوکامپوزیت Ti6Al4V/Al 2 O 3 به روش آلیاژسازی مکانیکی مورد بررسی قرار گرفته است. بدین منظور ابتدا زمینه با استفاده از پودر عناصر اولیه و نیز پلیسه آلیاژ Ti6Al4V ساخته شد و در ادامه برای سنتز نانوکامپوزیت مورد نظر از واکنش مکانوشیمیایی پودرTiO 2 -Ti-Al-V و آسیابکاری پلیسه Ti6Al4V به همراه نانوذرات Al 2 O 3 استتفاده شد. تغییرات فازی، ساختاری و مورفولوژیکی ذرات پودر بوسیله پراش پرتو ایکس (XRD)، میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) و آنالیز حرارتی (DTA) ارزیابی شد. نتایج نشان داد آلیاژسازی مکانیکی مخلوط پودر Ti-6wt%Al-4wt%V ابتدا موجب تشکیل محلول جامد Ti(Al)-hcp پس از زمان های کوتاه آلیاژسازی مکانیکی می شود. افزایش زمان آلیاژسازی مکانیکی منجر به تشکیل محلول جامد Ti(Al,V) و سپس فاز آمورف گردید. عملیات حرارتی فاز آمورف و محلول جامد Ti(Al,V) تشکیل آلیاژ نانوساختار Ti6Al4V را به همراه داشت. افزایش دما و زمان عملیات حرارتی موجب ظاهر شدن پیک های فاز Ti6Al4V(?) و افزایش اندازه دانه آلیاژ نهایی می شود. در این راستا به عنوان نمونه شاهد رفتار آسیابکاری مکانیکی پلیسه Ti6Al4V نیز مورد بررسی قرار گرفت. ملاحظه گردید سختی نمونه پودر نانوساختار حاصل از آلیاژسازی مکانیکی پودر عناصر اولیه به طور قبل ملاحظه ای از سختی پودر نانوساختار حاصل از پلیسه بیشتر می باشد. نانوکامپوزیت Ti6Al4V-10wt%Al 2 O 3 با استفاده از آلیاژسازی مکانیکی مخلوط پودر TiO 2 -Ti-Al-V بصورت درجا تولید شد. تشکیل این نانوکامپوزیت، بصورت تدریجی در حین آلیاژسازی مکانیکی و عملیات حرارتی صورت پذیرفت. ارزیابی ها کریستالیزاسیون فاز آمورف و تشکیل Al 2 O 3 نانوساختار را در حین آلیاژسازی مکانیکی نشان داد. آسیابکاری مکانیکی مخلوط پلیسه Ti6Al4V و نانوذرات Al 2 O 3 باعث تشکیل نانوکامپوزیت غیردرجا Ti6Al4V-10wt%Al 2 O 3 شد. ساختار حاصل از عملیات حرارتی این نانوکامپوزیت پایداری حرارتی مطلوب و سختی بالایی از خود نشان داد. مشخصات فیزیکی و مکانیکی نانوکامپوزیت های درجا و غیردرجا Ti6Al4V-Al 2 O 3 پس از زمان های مختلف آلیاژسازی مکانیکی و عملیات حرارتی مقایسه گردید.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی