توليد كامپوزيت TiN,Al2O3) Al) به روش آلياژسازي مكانيكي

Production Al (TiN,Al2O3) composite using mechanical alloying

كامپوزيت هاي زمينه آلومينيم به علت نسبت استحكام به وزن بالا كاربردهاي وسيعي در صنايع مختلف پيدا نموده اند. در اين تحقيق،كامپوزيت زمينه آلومينيم با ذرات تقويت كننده Al2O3-TiN به روش آلياژسازي مكانيكي توليد گرديد. از پودر اكسيد تيتانيم و آلومينيم به عنوان مواد اوليه استفاده شد و آسيابكاري در آتمسفر نيتروژن با فشار 5 آتمسفر انجام شد. نتايج نشان داد در اولين مرحله از فرآيند سنتز، اكسيد تيتانيم بوسيله آلومينيم احيا مي شود و در ادامه ي فرآيند، تيتانيم توليدي با آلومينيم باقيمانده و يا نيتروژن واكنش انجام مي دهد. در صورتي كه آلومينيم بيش از مقدار استكيومتري براي احياي اكسيد تيتانيم مصرف شود، محصول سنتز پس از 20 ساعت آسيابكاري، اكسيد آلومينيم و آلومينايد هاي تيتانيم مي باشد و هيچ مقدار نيتريد تيتانيم توليد نمي شود. با كاهش مقدار آلومينيم مصرفي، پيك هاي نيتريد تيتانيم در نتايج XRD نمايان مي شود. بنابراين نمي توان در يك مرحله كامپوزيت Al-(Al2O3-TiN) را بوسيله آسيابكاري پودرهاي اكسيد تيتانيم و آلومينيم در آتمسفر نيتروژن توليد نمود. همچنين نتايج نشان داد حرارت دادن نمونه هاي حاوي آلومينايد تيتانيم در آتمسفر نيتروژن، تنها باعث توليد مقادير بسيار كم نيتريد تيتانيم مي شود و عملا آلومينايد تيتانيم تجزيه نمي شود.

Aluminium matrix composites have found wide application in the different industries due to their high strength/weight ratio. In this research work, aluminium matrix composite reinforced with Al2O3-TiN particles were produced using mechanical alloying. Mechanical alloying of TiO2 and Al Powders were performed under N2 atmosphere with 5 atmosphere pressure. The results showed that reduction of TiO2 by Al is the first step of synthesis process and then Ti react with Al or N2 to produce TiN or titanium aluminides, depending on the Al content of the starting mixtures. When Al in the mixture is above the stoichiometric amount required for the reduction of TiO2, titanium aluminide and Al2O3 are the main products after 20 hrs of milling. By reducing the Al in the samples TiN can also be produced. Therefore, Al-(Al2O3-TiN) composite cannot be produced in one step by milling of aluminum and titanium oxide in the nitrogen atmosphere. The results also showed that heating of samples containing titanium aluminide in the nitrogen atmosphere, does not lead to complete decomposition of aluminides.