بررسي تاثير ميزان تقويت كننده بر مكانيزم تشكيل نانو كامپوزيت هاي Ti5Si3-Al2O3

Study on the effect of reinforcement phase on the formation mechanism of Ti5Si3-Al2O3 nanocomposites

در مقاله حاضر، نانو كامپوزيت Ti5Si3-50Wt.% Al2O3 از طريق يك واكنش جانشيني ميان TiO2 و Al در آسياب كاري مخلوط پودري استكيومتري TiO2 و Al و Si سنتز گرديد. تاثير زمان آسياب كاري بر مكانيزم تشكيل نانو كامپوزيت مورد بررسي قرار گرفت. تغييرات ساختاري مخلوط پودري حين آلياژسازي مكانيكي با استفاده از آزمونهاي پراش پرتو ايكس و ميكروسكوپ الكتروني عبوري مورد بررسي قرار گرفت. پس از گذشت 10 ساعت از آلياژسازي مكانيكي واكنش ميان Al و TiO2 به صورت تدريجي آغاز شده و پس از گذشت 45 ساعت به اتمام ميرسد. نانو كامپوزيت سنتز شده از تركيب بين فلزي Ti5Si3 با اندازه دانه 13 نانو متر و آلوميناي آمورف با اندازه ذرات نانو متري تشكيل يافته است. با افزودن تيتانيوم و سيليسيم به اين مخلوط استكيومتري، نانو كامپوزيت Ti5Si3-25Wt.% Al2O3 نيز سنتز گرديد و تاثير عناصر رقيق كننده بر مكانيزم واكنش مورد بررسي قرار گرفت. حضور عناصر رقيق كننده سبب كاهش دماي آدياباتيك و به تاخير افتادن رخداد واكنش خواهد شد.

In the present Study Ti5Si3-50 Wt.% Al2O3 nanocomposites was synthesized by a displacement reaction between Al and TiO2 in ball milling of TiO2, Al and Si powders. The effect of milling time on the formation mechanism was also investigated. The structural changes of powder particles during mechanical alloying was investigated by X-Ray diffraction (XRD). microstructure of powders were characterized by Transmission electron microscopy (TEM). It was found that after 10 h of MA, the reaction between Al and TiO2 initiated in a gradual mode and after about 45 h of milling, the reaction was successfully completed. The final product consisted of Ti5Si3 intermetallic compound with a crystallite size of 13 nm and amorphous Al2O3. Addition of Ti and Si to initial powder mixture can led to synthesis of Ti5Si3-25Wt.% Al2O3. It was found that the presence of diluents can increase the reaction time.