احياء مكانوشيميايي اكسيد كبالت با آلومينيوم و كربن و بررسي تأثير پارامترهاي آسياكاري در توليد پودر كامپوزيتي Co-Al2O3

در اين پژوهش توليد كامپوزيت كبالت-آلومينا به صورت درجا و به كمك فرآيند احياء مكانوشيميايي از ماده اوليه اكسيد كبالت در حضور عوامل احياء كننده آلومينيوم و كربن مورد بررسي قرار گرفت، به طوري كه از گرماي آزاد شده در طي واكنش آلومينوترمي جهت فعال‌سازي واكنش كربوترمي استفاده شد. در اين راستا مخلوط پودري ‌Co-3O4AlC در يك دستگاه آسياي گلوله‌اي پر انرژي (fast mill) تحت فرآيند آسياكاري قرار گرفت و همچنين تأثير پارامتر‌هاي مختلف از جمله سرعت، زمان و نسبت گلوله به پودر‌ بر محصول توليدي نهايي مورد بررسي قرار گرفت. پودر‌هاي آسياكاري شده تحت آناليز پراش پرتو اشعه ايكس (XRD) و ميكروسكوپ الكتروني روبشي (SEM) قرار گرفتند. با توجه به نتايج آناليز XRD و نقشه توزيع عناصر بعد از دوازده ساعت آسياكاري واكنش احياء به صورت كامل رخ داد و در نتيجة آن پيك‌هاي متناظر با فاز كبالت و آلومينا در الگوي پراش به‌دست آمده ظاهر و كامپوزيت Co-33 wt% Al2O3 توليد شده است. افزايش زمان آسياكاري از دوازده تا سي و شش ساعت منجر به كاهش اندازة كريستاليت‌هاي فاز كبالت و آلومينا به ترتيب تا 9 و 20.3 نانومتر شد. از سوي ديگر با افزايش سرعت آسياكاري از 350 تا 450 دور بر دقيقه توزيع اندازه ذرات يكنواخت‌تر شده و اندازه آگلومره‌هاي ايجاد شده در مخلوط پودري كاهش يافت. همچنين با توجه به تصاوير SEM، افزايش نسبت گلوله به پودر از 15:1 تا 40:1 منجر به كاهش متوسط اندازة ذرات به زير يك ميكرومتر و توزيع يكنواخت‌تر فاز تقويت كننده آلومينا در زمينه كبالت شده است.