فهرست نشریات علمی دسترسی آزاد ایران

در این مطالعه سعی شده است تا تأثیر افزودن 5 درصد وزنی تیتانیم به طور جامع بر مشخصات ریزساختاری، خواص مکانیکی و فیزیکی سرامیک بر پایه نیترید تیتانیم بررسی گردد. تف‌جوشی (sintering) سرامیک TiN-5wt%Ti با استفاده از فرایند تف‌جوشی پلاسمای جرقه‌ای (SPS) در اتمسفر خلأ، تحت فشار 50 مگاپاسکال، در دمای 1900 درجه سانتی‌گراد به مدت 7 دقیقه انجام گرفت. نتایج به دست آمده نشان دادند که عدم ترشوندگی کافی بین ذرات افزودنی تیتانیم و فاز زمینه نیترید تیتانیم و به دام افتادن گازهای ناشی از واکنش‌های احتمالی بین ذرات و اکسیژن باقی‌مانده در طول فرایند تف‌جوشی‌، دلایلی برای چگالی نسبی 5/92 درصد بوده‌اند. تشکیل فاز اکسید تیتانیم در طول تف‌جوشی طبق واکنش‌های تیتانیم با نیترید تیتانیم و اکسیژن باقی‌مانده با استفاده از نتایج میکروسکوپ الکترونی روبشی (FESEM)، پراش پرتو ایکس (XRD) و ارزیابی‌های ترمودینامیکی تأیید شد. طبق نتایج آزمایشگاهی آزمون نانوفرورونده (Nanoindentation)، حداکثر سختی و مدول الاستیک در نرخ بارگذاری تا 8/0 میلی‌نیوتن بر ثانیه حاصل گردید. علاوه بر آن، رویدادهای pop-in در منحنی‌های آزمون نانوفرورونده به دلیل تشکیل ریزترک‌ها و جوانه‌زنی نابجایی‌ها در نواحی فرورفتگی مشاهده شدند. همچنین، شبیه‌سازی المان محدود آزمون نانوفرورونده با استفاده از نرم‌افزار آباکوس (Abaqus) در همان نرخ‌های بارگذاری تجربی یعنی 2/0، 4/0 و 8/0 میلی‌نیوتن بر ثانیه انجام شد، تطابق قابل توجهی بین یافته‌های آزمایشگاهی با نتایج شبیه‌سازی حاصل شد.