سنتز احتراقي حالت جامد و ارزيابي خواص مكانيكي نانوكامپوزيت مس-كاربيد نايوبيوم

كارشناسي ارشد

با توجه به دامنه وسيع كاربرد نانوكامپوزيت پايه مسي در صنايع الكتريكي و الكترونيكي، حرارتي و –NbC آب بندي هاي در دماي بالا و كاربردهاي سايشي؛ سنتز و بررسي خواص فيزيكي و مكانيكي اين مواد مورد نظر قرار گرفت .استفاده از يك روش سنتز ساده و البته براي اولين بار در ميان روش هاي متعدد و بهره گيري از مواد اوليه ارزان قيمت جهت دست يابي به اين محصولات گران قيمت و ارزشمند يكي از اهداف اصلي اين تحقيق بود. Cu در راستاي دستيابي به هدف ساخت نانوكامپوزيت NbC ، ابتدا آميژان نانو كامپوزيتي –NbC - به روش سنتز Cu Nb احتراقي ناشي از كار مكانيكي توسط آسياكاري مخلوط پودري مواد اوليه، توليد شد .در سيستم 2O5/CuO/Mg/C واكنش احتراقي خود پيش دقيقه آسياكاري صورت پذيرفت .به 21 رونده در منظور مطالعه چگونگي پيشرفت واكنش اصلي، زيرواكنش اكسيد نايوبيوم به عنوان عامل – هاي اين سيستم مورد بررسي قرار گرفت .واكنش احتراقي منيزيم اصليِ تحريك واكنش كل، تشخيص داده شد كه با انجام آن، گرماي زيادي آزاد شده و دماي سيستم افزايش مي يابد . اين افزايش دما در لحظه احتراق، موجب احياي اكسيد مس توسط منيزيم مي نيز از واكنش نايوبيوم NbC . شود عنصري توليد شده ناشي از احتراق با كربن موجود در مخلوط پودري به دست مي آيد .اين مكانيزم با نتايج حاصل از مشخصه يابي گوناگون هم ارزيابي و مورد تأييد قرار گرفت .اندازه ذرات محصول احتراق TEM و SEM ،XRD چون به ، بهSEM دست آمده از تصاوير . بود03 nm طور متوسط سپس مقادير مناسب از پودر آميژان نانو كامپوزيتي، پس از اسيد شويي و خشك كردن؛ جهت تهيه كامپوزيت پايه درصد حجمي تقويت23 و 95 ،93 ،5 ،3مسي با درصدهاي ساعت آسياكاري؛ 2 با پودر مس، به مدت NbC كننده ، تحت فشار SPSمخلوط شد و به روش ᵒ و در دماي 53 MPa تف 153 C جوشي شدند .چگالي نسبي نمونه هاي تف كاهش يافت .يكي از علل اين ‌%11.9تا ‌%15.5،‌از‌NbC درصد 23 جوش شده از نمونه مس خالص تا نمونه با موضوع به امكان كم ترِ تف جوشي در نمونه به‌NbC هاي با درصد بيشتر . )است 9413 °C( واسطه نقطه ذوب بالاي آن ميكروسختي نمونه ويكرز براي نمونه 292.2 و 919.2 ،921.9 ،942.1 ،999.1 ها و 95 ،93 ،5 ،3 هاي به ترتيب با به‌NbC درصدحجمي 23 دست آمد، كه با انتظار افزايش سختي ناشي از افزايش تقويت در كامپوزيت، ‌NbC كننده تطابق داشت. استحكام كششي نمونه درصد حجمي 93 ها از نمونه مس خالص كه كاملاً داكتيل بوده، تا نمونه با درصد حجمي 23 و 95روند افزايشي و از آن به بعد براي دو نمونه با ‌،MPa 929.1 و 211.9 ،222.0 به ترتيب NbC روند كاهشي داشته است .روند كاهشي استحكام را به اين صورت مي ‌،MPa 229.4 و 203.2 ، به ترتيبNbC توان با توجه به ابعاد نانو، موجب نزديك شدن آنها به يكديگر مي NbC توضيح داد :زياد شدن ذرات شود .نزديك شدن به هم، موجب اتصال ريز ترك NbCذرات هاي جوانه زده در مرز اتصال زمينه به تقويت كننده، در تنش هاي پايين تر مي شود .بنابراين شكست قطعه در تنش هاي پايين اتفاق مي افتد.

194574

دانشگاه علم و صنعت ايران

مهندسي نانو فناوري - نانو مواد

دكتر ميثم جلالي - دكتر صادق صادق زاده