مقايسه تاثير دماي سينتر بر سنتز و خواص نانوكامپوزيت هاي B4C-TiB2 به روش هاي سل ژل و درجا

Comparison the effect of sintering temperature on the synthesis and properties of B4C-TiB2 nanocomposites by sol gel and insitu methods

هدف از اين تحقيق بررسي تاثير دماي سينتر بر سنتز و خواص نانوكامپوزيت هاي B4C-TiB2 به روش هاي سل ژل و سنتز درجا جهت دستيابي به نمونه هايي با 10 درصد وزني نانو ذرات TiB2 با استفاده از سينتر بدون فشار است. بر اين اساس مواد اوليه B4C و تيتانيوم تترا ايزوپروپكسايد (TTIP) براي سنتز B4C-TiB2 به روش سل ژل و پودرهاي TiO2، كربن و B4C براي سنتز B4C-TiB2 به روش درجا مورد استفاده قرار گرفتند. سينتر نمونه ها در دماهاي 2100، 2175 و 2250 درجه سانتي گراد در اتمسفر آرگون و به مدت 5/1 ساعت انجام شد. سپس آناليزهاي XRD و FESEM و آزمون هاي تعيين دانسيته و ميكروسختي سنجي انجام گرفت. نتايج نشان دهنده اين است كه دانسيته نسبي و ميكروسختي كاربيد بور با استفاده از تشكيل TiB2 به وسيله هر دو روش سل ژل و سنتز درجا بهبود يافته است و مقادير به دست آمده از روش سل ژل بيشتر از روش سنتز درجا مي باشد. دانسيته نسبي براي نمونه هاي B4C-TiB2 حاصل از روش سل ژل در دماهاي 2100، 2175 و 2250 درجه سانتي گراد به ترتيب به ميزان 2250° 73.63%, 81.67% . 92.03%, و براي نمونه هاي B4C-TiB2 حاصل از روش درجا به ترتيب به ميزان 71.49%, 78.66% , 90.07%. به دست آمده است. همچنين افزايش دما از °C 2100 درجه سانتي گراد به °C 2250 سبب بهبود تراكم پذيري و در نتيجه افزايش دانسيته نسبي و ميكروسختي نانو كامپوزيت هاي B4C-TiB2 در هر دو روش شده است.

The goal of this study was to investigate the effect of sintering temperature on the synthesis and properties of B4C-TiB2 nanocomposites by sol gel and insitu method to obtain samples with 10 wt% TiB2 nanoparticles by pressureless sintering. Accordingly, raw materials of B4C and titanium tetraisopropoxide (TTIP) were used to synthesis of B4C-TiB2 by sol gel method and TiO2, Carbon and B4C powders used for synthesizing of B4C-TiB2 by insitu method. The samples were also sintered at 2100, 2175 and 2250 °C in argon atmosphere for 1.5 hours. After that, phase XRD and FESEM analysis, relative density and micro hardness tests were used. The results show that the relative density and microhardness of boron carbide have been improved by the formation of TiB2 by both methods of sol gel and in site synthesis, and the values obtained from the sol gel method are more than that of insitu synthesis. Relative density for B4C-TiB2 samples obtained from the sol gel method at 2100, 2175 and 2250°C was 73.63%, 81.67% and 92.03%, respectively, and for B4C-TiB2 specimens obtained from the in situ method was 71.49%, 78.66% and 90.07%. Also, increasing the temperature from 2100°C to 2250°C improves the compressibility and thus increases the relative density and microhardness of B4C-TiB2 nanocomposites in both methods.