سنتز احتراقي كامپوزيت سراميكي Al2O3-TiB2 از پودرهاي مكانيكي فعالسازي شده

Combustion synthesis of Al2O3-TiB2 ceramic composite using a mechanically activated system

كامپوزيت سراميكي آلومينا- دي بورايد تيتانيوم به روش هاي مختلفي تهيه مي شود. در اين پژوهش، از روش فعال سازي مكانيكي براي كمك به سنتز احتراقي در ماكروويو استفاده شد تا اين كامپوزيت به شكل درجا ساخته شود. براي اين كار از پودرهاي آلومينيوم، اكسيد تيتانيوم و اسيد بوريك به عنوان مواد اوليه استفاده شد. پودرهاي اوليه در سرعت هاي مختلف آسيا كاري فعال سازي شدند. نتايج آناليز فازي براي نمونه هاي فعال سازي شده بعد از سنتز احتراقي در ماكروويو نشان دهنده توليد موفقيت آميز اين كامپوزيت بود. در حالي كه در نمونه فعالسازي نشده هيچ گونه سنتزي صورت نگرفت. همچنين ديده شد كه با افزايش سرعت آسياب از 250 به 400 دور بر دقيقه، خلوص محصولات نهايي افزايش يافته ، در حالي كه با افزايش بيشتر سرعت آسياب به 550 دور بر دقيقه خلوص محصولات نهايي كاهش مي يابد. اثرات سرعت آسيا كاري در حين فعال سازي به كمك آناليز حرارتي نيز بررسي گرديد. نشان داده شد كه با افزايش سطح انرژي واكنش گرهاي از طريق سرعت آسياب، دماي احتراق و شدت واكنش هي گرمازا تغيير قابل توجه اي مي كنند. در نهايت به منظور ايجاد درك صحيحي از چگونگي و ترتيب انجام واكنش هاي صورت گرفته براي توليد اين كامپوزيت، مكانيزيم انجام واكنش ها ارائه گرديد.

The Al2O3-TiB2 in-situ composite has been fabricated by different techniques. In this work, the mechanical activation process has been used to aid microwave-assisted combustion synthesis (MACS) to produce the Al2O3- TiB2 in-situ composite. For this purpose, the thermite mixture of Al, TiO2 and boric acid (H3BO3) powders were used as the raw materials, and were mechanically activated at different milling speeds. The results of X-ray phase analysis of the mechanically activated samples after combustion synthesis showed that the Al2O3-TiB2 in-situ composite has been successfully fabricated by thermal explosion mode of combustion synthesis in microwave, while no combustion synthesis occurred for the unmilled sample. Also, it was found that by increasing the milling speed from 250 to 400 rpm, the purity of the final products has been increased; while further milling speed up to 550 rpm reduced the purity of the final products. The effects of milling speed were also studied by means of differential scanning calorimetry (DSC) measurements. It was shown that by increasing the energy level of the reactants via milling speed, the ignition temperature and the intensity of exothermic peaks in the DSC curves have been changed. Finally, in order to have a good understanding about the in-situ formation of such ceramic composites, a reaction mechanism was proposed based on the experimental results.