Skip to main content
SUPERVISOR
Fakhreddin Ashrafizadeh,Mohammad Hassan Abbasi
سيدفخرالدين اشرفي زاده (استاد راهنما) محمدحسن عباسي (استاد راهنما)
 
STUDENT
Esmaeil Rostami Zadeh
اسماعيل رستمي 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
چکيده در اين پژوهش، نانوکامپوزيت MoSi 2 -TiB 2 با دو نسبت وزني 10 و 20 درصد تقويت‌کننده TiB 2 از سه مسير به روش آلياژسازي مکانيکي سنتز و مشخصه يابي گرديد. در مسير اول، مخلوط پودري عناصر اوليه موليبدن، سيليسيوم، تيتانيوم و بور تا زمان 60 ساعت مورد آسياب‌کاري قرار گرفت. در مسير دوم، ابتدا MoSi 2 ازMo و Si طي 30 ساعت آسياب‌کاري توليد شد و سپس پودر تيتانيوم و بور به آن اضافه گرديد و تا 60 ساعت مورد آسياب‌کاري قرار گرفت و در مسير سوم همانند مسير دوم MoSi 2 طي 30 ساعت آسياب‌کاري توليد شد و سپس پودر TiB 2 تجاري به آن اضافه گرديد و آسياب‌کاري تا 60 ساعت ادامه يافت. پودرهاي توليدي از سه مسير تحت عمليات حرارتي در دماي 1000 درجه سانتي‌گراد به‌مدت 1 ساعت قرار گرفتند. پيشرفت واکنش‌ها و ويژگي‌هاي ساختاري شامل اندازه دانه، کرنش شبکه بر مبناي روش ويليامسون- هال به‌وسيله پراش پرتو ايکس (XRD) بررسي گرديد. مورفولوژي و ميکروساختار پودرهاي آسياب شده به‌وسيله ميکروسکوپ الکتروني روبشي (SEM) به همراه طيف سنج توزيع انرژي پرتو ايکس (EDS) مورد بررسي قرار گرفتند. نتايج نشان داد که پودر نانوکامپوزيت توليد شده از مسير اول با 20 درصد تقويت کننده TiB 2 ، نسبت به پودرهاي نانوکامپوزيت توليد شده از دو مسير ديگر بعد از عمليات حرارتي فاقد فازهاي Mo 5 Si 3 و MoB بود و به‌طور کامل سنتزشد. مسير دوم نسبت به مسير اول زمان بيشتري براي تشکيل کامپوزيت نياز داشت. بررسي‌هاي فازشناسي نشان داد که MoSi 2 توليدي در هر سه مسير به صورت فازهاي ? و ? بود که غالب آن را فاز ? تشکيل مي‌داد. حرارت‌دهي تبديل فاز ?-MoSi 2 به ?-MoSi 2 را مشخص کرد و منجر به رشد دانه‌ها و کاهش ميکرو کرنش شد. تعيين ثابت شبکه MoSi 2 با استفاده از رابطه نلسون- رايلي از ديگر نتايج اين پژوهش بود. خواص‌مکانيکي نمونه‌ها بوسيله آزمون سختي‌سنجي مورد ارزيابي قرار گرفت. نتايج آزمون سختي‌سنجي نشان داد که افزايش زمان آسياب‌کاري باعث افزايش سختي، به‌علت تغيير شکل پلاستيکي ناشي از فرايند آلياژسازي مکانيکي و در نتيجه کارسختي، شده است. همچنين با افزودن TiB 2 به ترکيب MoSi 2 سختي نمونه‌ها به‌طور قابل توجهي افزايش يافت. بيشترين سختي مربوط به پودر نانوکامپوزيت توليد شده از مسير دوم (HV1334) و کمترين سختي مربوط به ترکيب بين‌فلزي MoSi 2 (HV957) بود. فرايند آگلومراسيون روي پودرها جهت استفاده در فرايند پاشش حرارتي از روش خشک کردن پاششي انجام شد و با کمک نرم افزار کلمکس ميزان کروي بودن و توزيع مساحت ذرات ارزيابي شد. نتايج نشان داد پودر نانوکامپوزيت توليد شده از مسير اول، با توجه به بالاتر بودن سختي و ميزان کرويت مطلوب پس از عمليات آگلومراسيون از کيفيت بالايي جهت استفاده در فرايند پاشش حرارتي برخوردار است. کلمات کليدي: آلياژسازي مکانيکي، نانوکامپوزيت، آگلومراسيون، MoSi 2 ، TiB 2

ارتقاء امنیت وب با وف بومی