يكشنبه ۱۴ آذر ۱۴۰۰ | Sunday 5 December 2021
ورود کاربران | EN | نقشه سایت

ورود به حساب کاربری

نام کاربری
رمز ورود
بخاطر سپردن شما در سیستم

اخبار

طرح پژوهشی دانشجویی خاتمه‌یافته در حوزه مهندسی مواد؛

سنتز و سینتر Max فاز Vn+1AlCn، به روش SPS و ارزیابی خواص آن

 merc

دانشجو :  لیلا صادقی

مقطع تحصیلی:   کارشناسی ارشد

استاد راهنما :  دکتر منصور رضوی - دکتر محمد مهدی کلانتریان

زمینه کاربرد پروژه:  قطعات مقاوم به سایش و خوردگی

خلاصه پروژه:  تحقيقات دانشمندان علم مواد به کشف دسته­ ای از مواد منجر شده، که به­ عنوان مکس فاز معرفی شده ­اند. این مواد یكی از رده‌ هاي جامدات لایه­ اي هستند. مکس فازها خواصی همچون هدایت الکتریکی و حرارتی، ماشین کاری، مقاومت به شوک حرارتی، مقاومت در برابر خوردگی و اکسیداسیون و ... را دارا می­ باشند. هدف از این پژوهش سنتز و سینتر سیستم­ های  V2AlCو V4AlC3 با استفاده از پودرهای اکسید وانادیوم، آلومینیوم و کربن توسط سینترینگ جرقه پلاسما و ارزیابی خواص آن می­ باشد. ترکیب نهایی، خواص ریزساختاری که با استفاده از آزمون میکروسکوپی الکترونی روبشی گسیل میدانی، استحکام خمشی و خواص سایشی که به ترتیب با استفاده از آزمون ­های خمش سه نقطه ­ای و آزمون پین بر روی دیسک مورد ارزیابی قرار گرفت، مقایسه شد. در مرحله اول برای سنتز سیستم V2AlC از مواد اولیه V2O5-Al-C با نسبت مولی ثابت 5/1-5/4-1 در دماهای مختلف 1000، 1200، 1400 و 1500 درجه سانتی­گراد و به ترتیب فشار اولیه و نهایی 10 و 30 مگاپاسکال طی فرآیند SPS به ­دست آمد. در این مرحله نمونه­ ای که در دمای 1400 درجه سانتی­گراد تهیه شد، با بیشترین فاز مکس و خواص مطلوب به ­دست آمد. نتایج XRD، V2AlC را به­ عنوان فاز اصلی و Al2O3 به همراه V4AlC3 را به­ عنوان فازهای جانبی در نمونه­ ای که در دمای 1400 درجه سانتی­گراد تهیه شد، نشان داد. استحکام خمشی و سختی برای این نمونه به ترتیب 56/0±367 مگاپاسکال و 41/0±22/8 گیگاپاسکال به­ دست آمد. نرخ سایش برای نمونه تهیه شده mm3/Nm  10-5×3/3 به ­دست آمد. ریزساختار لایه­ ای نمونه ­­ها تشکیل فاز مکس را تأیید کرد. در مرحله دوم سیستم V4AlC3 از مواد اولیه V2O5-Al-C با نسبت­ های مولی 5/1-6-1 و 5/1-7-1 در دمای ثابت بهینه (1400 درجه سانتی­گراد) به­ دست آمده از سیستم مرحله قبل و به ترتیب فشار اولیه و نهایی 10 و 30 مگاپاسکال توسط SPS به­ دست آمد. در این مرحله نمونه ­ای که با 6 مول آلومینیوم تهیه شده، دارای بیشترین مقدار فاز مکس و خواص مطلوب می ­باشد. نتایج XRD، V4AlC3 را به­ عنوان فاز اصلی و Al2O3 به همراه V2AlC را به­ عنوان فازهای جانبی در نمونه­ ای که با 6 مول آلومینیوم تهیه شده، نشان داد. مطالعات ریزساختاری توزیع یکنواخت فازها را با مقدار کم تخلخل نشان داد. ریزساختار لایه ­ای نمونه ­ها تشکیل فاز مکس را تأیید کرد. استحکام خمشی و سختی برای این نمونه به ترتیب 11±375 مگاپاسکال و 33/0±54/9 گیگاپاسکال حاصل شد. نرخ سایش برای نمونه تهیه شده در این مرحله mm3/Nm  10-4×4/2 به­ دست آمد.