مطالعه بررسی ترمودینامیکی سنتز نانوکامپوزیت‌های B4C-TiB2 به روش درجا در دماهای مختلف با استفاده از نرم‌افزار HSC Chemistry

Abstract

هدف از این تحقیق، بررسی تاثیر دمای سینتر بر سنتز و خواص نانوکامپوزیت‌های B₄C-TiB₂ به روش درجا جهت دستیابی به نمونه‌هایی با wt.% 10 نانوذرات TiB₂ است که بر این اساس مواد اولیه TiO₂، کربن و B₄C مورد استفاده قرار گرفتند. ابتدا پیش از انجام هر گونه عملیات آزمایشگاهی و با استفاده از نرم‌افزار HSC Chemistry، میزان تغییرات انرژی آزاد واکنش‌های بین B₄C، TiO₂ و کربن و در نتیجه انجام‌پذیری آن‌ها مورد بررسی قرار گرفت. سپس فرآیند آسیا‌کاری مواد اولیه در حضور الکل و در محفظه‌ای از جنس کاربید تنگستن به همراه گلوله‌هایی از همین جنس به مدت دو ساعت و با سرعت rpm 200 صورت گرفت. سینتر نمونه‌ها نیز در دماهای 2100، 2175 و C°2250 در اتمسفر آرگون و به مدت 5/1 ساعت انجام شد. پس از آن آنالیزهای XRD، FESEM و آزمون‌های تعیین دانسیته، میکرو سختی‌سنجی و میانگین اندازه دانه انجام گرفت. نتایج نشان‌دهنده این است که دانسیته نسبی و میکروسختی کاربید بور با افزودن TiO₂ و کربن و در نتیجه سنتز درجای TiB₂ بهبود یافته است. نانوکامپوزیت B₄C-TiB₂ در دمای C° 2250 حاصل شده و دانسیته و سختی آن نسبت به کاربید بور اولیه افزایش و میانگین اندازه دانه آن کاهش یافته است.