بررسي مكانيزم واكنش، ساختار و خواص مكانيكي كامپوزيت درجاي توليد شده در سيستم Al-V2O5-NiO

Investigation of Reaction Mechanism, Structure and Mechanical Properties of the In-situ Composites Fabricated in Al-V2O5-NiO System

در اين پژوهش توليد كامپوزيت درجا به روش سنتز احتراقي آلومينوترميك در سيستم Al-V2O5-NiO مورد مطالعه قرار گرفت. بدين منظور مخلوط پودرهاي Al، V2O5 و NiO با نسبت استوكيومتري به‌ترتيب با درصد مولي 1:1:11 به‌مدت يك ساعت آسياب‌كاري و سپس تحت تراكم قرار گرفتند. براي بررسي دماهاي وقوع تحولات فازي از تجزيه حرارتي افتراقي استفاده شد. نمونه‌هاي خام با توجه به دماي پيك واكنش‌ها در تجزيه حرارتي افتراقي، تحت عمليات حرارتي قرار گرفتند. بررسي الگوهاي پراش پرتو ايكس تشكيل فازهايي همانند فاز Al3V و Al3Ni2 در دماهاي مختلف زينترينگ را نشان مي‌دهد. بررسي‌هاي ريزساختاري و فازي نشان داد كه در طي زينترينگ تا قبل از دماي 700 درجه سانتي‌گراد، فاز Al3V تشكيل نمي‌شود و در دماي 880 درجه سانتي‌گراد فاز Al3Ni2 تشكيل و بعد از درجه حرارت 950 درجه سانتي‌گراد نيز به فاز Al4Ni3 تبديل مي‌شود. به‌علاوه بعد از درجه حرارت 950 درجه سانتي‌گراد فاز Al3V به فاز Al23V4 تبديل مي‌شود. بررسي سختي و چگالي نيز نشان داد كه اين دو متغير با افزايش درصد تقويت كننده‌ها، افزايش مي‌يابند.

In this study, fabrication of an in-situ composite through aluminothermic combustion synthesis in An Al–V2O5-NiO system was investigated. Therefore, Al, V2O5 and NiO powders with stoichiometric ratio of 11:1:1, respectively, were milled for an hour and finally the mixtures were compressed. In order to investigate the temperatures of phase transformations, Differential Thermal Analysis (DTA) was utilized. Heat treatment was applied on the raw samples according to their peak temperatures treated in DTA. X Ray Diffraction (XRD) analysis for the samples shows formation of phases such as Al3V and Al3Ni2 at different sintering temperatures. Microstructure and phase analysis showed that during sintering of this sample, Al3V phase was not formed below 700 °C, at 880 °C Al3Ni2 it was formed and after 950 °C, it was transformed to Al4Ni3 phase. In addition, after 950°C, Al3V transformed into Al23V4 phase. Analysis of samples density and hardness showed that, due to increase of volume fraction percentages of reinforcing phase, these two parameters increase as well.