ساخت و مشخصه يابي نانو كامپوزيت 3Al - Al2O3(Ni, Fe) با مخلوط پودري NiO-Fe-Al بروش مكانوشيميايي

Synthesis and characterization of (Ni, Fe)3Al-Al2O3 nanocomposite by Mechanochemical reaction of NiO–Al–Fe powder mixtures

در اين پژوهش ساخت پودرهاي نانو كامپوزيت (3Al -Al2O3(Ni, Fe بروش مكانوشيميايي و با مخلوط سازي پودرهاي Fe و Al و NiO صورت گرفته است. تغييرات ساختاري ذرات پودر پس از زمان هاي مختلف آسياب كاري با استفاده از آزمون هاي پراش پرتو ايكس (XRD)، آناليز حرارتي (DTA) و ميكروسكوپ الكتروني عبوري (TEM) مورد بررسي قرار گرفت. نانو كامپوزيت (3Al -30 vol. %Al2O3(Ni, Fe ، طي واكنش مكانوشيميايي 3Fe + 7Al + 6NiO بصورت احتراقي حاصل گرديد. اندازه گيري تغيير دماي محفظه آسياب كاري در زمان هاي مختلف آلياژسازي مكانيكي نشان داد كه پس از 78 دقيقه آسياب كاري دماي محفظه بطور ناگهاني از دماي اتاق به 108/3 درجه سانتيگراد افزايش يافت. محاسبات ترموديناميكي، نتايج XRD و نيز اندازه گيري تغيير دماي محفظه آسياب كاري انجام اين واكنش بصورت احتراقي را تاييد نمود. با توجه به نتايج DTA، پس از 1 ساعت آسياب كاري دماي واكنش بين مواد اوليه از 767 درجه سانتيگراد به 625 درجه سانتيگراد كاهش يافت. مطابق تصاوير TEM، توزيع همگني از ذرات تقويت كننده آلومينا با اندازه نانو متري در زمينه نانو كامپوزيت مشاهده گرديد.

In this research, (Ni, Fe)3Al-Al2O3 nanocomposite powder was successfully synthesized by mechanochemical of Fe, Al and NiO powder mixtures. Structural and phase evolution during mechanical alloying was studied by employing X-ray diffractometry (XRD), scanning electron microscopy (SEM), differential thermal analysis (DTA) techniques, and transmission electron microscopy (TEM). The (Ni, Fe)3Al-30 vol.% Al2O3 nanocomposite can be synthesized by mechanochemical reaction during ball milling of a stiochiometric starting powder mixture and hence the reaction 3Fe + 7Al + 6NiO takes place in a combustion mode after 78 min of milling time. From DTA results, it was revealed that milling for 1 h decreases the temperature of reaction between the starting materials from 767 C to 625C. According to the TEM results, there is a homogenous dispersion of reinforcements with the size of about 11nm in the matrix. TEM images also approve a homogenous dispersion with nanocrystalline structure of the matrix and reinforcements.