بررسی اثر نوع مواد اولیه در چگونگی و مکانیسم فرآوری تولید مکس فازهای پایه زیرکونیم نانوکریستالی

Abstract

در این پژوهش تحقیقاتی؛ از روش آلیاژسازی مکانیکی به همراه تف جوشی پسین به‌منظور تولید و فرآوری مکس فازهای پایه زیرکونیم با ریزساختار نانوکریستالی بهره گرفته شده است. برای نیل به این مقصود؛ مقادیر مشخصی از ترکیبات عنصری با خلوص بالای اولیه با نسبت شیمیایی مشخص شامل هیدرید زیرکونیم، آلومینیم و گرافیت در دستگاه با انرژی بالای آسیاب مکانیکی سیاره‌ای برای مدت‌زمان‌های مشخص (5، 10، 20، 40 و 60 ساعت) تحت فرآیند خردایش و آسیاب قرار داده شد. ترکیبات فرآوری شده با استفاده از طیف‌سنجی پرتو ایکس (XRD)، مشاهدات میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) و آزمایشات سختی سنجی مورد مطالعه واقع شد. نتایج آزمایشگاهی مشخص ساخته است که پس از 40 ساعت آسیاب؛ مکس فاز Zr2AlC با اندازه بلوریت پایین‌تر از 25 نانومتر و سختی قابل ملاحظه 971 ویکرز پدیدار می‌گردد. همچنین با افزایش زمان آسیاب کاری مورفولوژی ذرات تولید شده از حالت لایه‌ای به کروی تغییر می‌یابد. تف جوشی پودرهای آسیاب شده برای مدت زمان 2 ساعت و در دمای 1300 درجه سانتی‌گراد، پیدایی مکس فازهای Zr3AlC2 و Zr4AlC3؛ رشد دانه و افزایش اندازه بلوریت و همچنین رهایش کرنش‌های داخلی را به دنبال خواهد داشت. با توجه به نتایج به‌دست‌آمده مشخص می‌گردد که فرآیند به کار گرفته شده (آسیاب مکانیکی و تف جوشی)، روشی سودمند، مقرون به‌صرفه و پر بازده برای تولید مکس فازهای پایه زیرکونیم با ساختار نانومتری و مورفولوژی همگن به شمار می‌رود.