مکانیزم سنتز کامپوزیت B4C-TiB2 توسط سینتر با جرقه پلاسما (SPS)
نویسندگان
1 استادیار، پژوهشکده نیمه هادیها، پژوهشگاه مواد وانرژی
2 استادیار، پژوهشکده سرامیک، پژوهشگاه مواد وانرژی
3 دانشیار، پژوهشکده سرامیک، پژوهشگاه مواد وانرژی
4 استادیار، پژوهشکده فناوری نانو و مواد پیشرفته، پژوهشگاه مواد وانرژی
doi
10.30501/jamt.2635.70262چکیده
در این مطالعه اثر فعالسازی مکانیکی روی مکانیزم سنتز و سینتر همزمان کامپوزیت B4C-TiB2 در نسبت مولی 1:1 از مواد اولیه عنصری (بور، تیتانیوم و گرافیت) مورد بررسی قرار گرفت. آسیاکاری مخلوط مواد اولیه در زمانهای 0 تا 12 ساعت انجام شد. زمان های 0، 3 و 8 ساعت جهت فرایند سینتر با جرقه پلاسما (SPS) انتخاب شدند. مکانیزم تشکیل این دو فاز حین سنتز، همچنین چگالی، ریزساختار نمونه های سنتز و سینتر شده مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که آسیاکاری مخلوط مواد اولیه نقش مهمی در دما و زمان تبدیل واکنشگرها به محصول دارد ولی تغییری در مکانیزم تشکیل آنها با توجه به شرایط اعمالی SPS ندارد. مکانیزم تشکیل هردو فاز در هر سه زمان انتخاب شده نفوذ حالت جامد بود به طوریکه اولین فاز شناسایی شده TiB بوده که به تدریج بهTiB2 تبدیل میشود و در ادامه فاز B4C تشکیل می گردد. ریزساختار پودرهای سنتز شده پس از پایان یافتن واکنش ها نشان داد که پس از 8 ساعت آسیاکاری مخلوط مواد اولیه پودر نانومتری سنتز می شود. هچنین فعالسازی مکانیکی موجب تغییراتی در ریزساختار و چگالی قطعات نهایی می شود. به طوریکه چگالی قطعات به دست آمده از 0/82 % برای پودر آسیا نشده به 3/94 % برای مخلوط اولیه آسیا شده برای 8 ساعت میرسد. این حالت منطبق با به دست آمدن ریزترین ریزساختار (کمتر از 500 نانومتر ) بود.