بررسی ترمودینامیکی و عملی فازهای سیلیسید آهن قابل تولید از سیستم پودری آهن و سیلسیم

از واکنش سیستم پودری آهن و سیلسیم، انواع مختلف سیلیسیدهای آهن شکل می‌گیرد که بسته به ساختارشان رفتار فلزی‌، نیمه هادی یا عایق را می‌توانند از خود نشان ‌دهند. هر چه میزان آهن این مواد بیشتر باشد، خواص مغناطیسی آنها قوی تر خواهد بودیکی از مسائل تکنیکی استفاده از پودر برای تولید انواع مختلف سیلسیدها، پیش‌بینی نوع سیلسید نهایی است. تاکنون تحقیق جامعی بر روی این هدف تدوین نشده است. از این رو در این تحقیق ابتدا بر اساس داده‌های ترمودینامیکی و به کمک نرم‌افزار hsc، پیش‌بینی شد که در هر نسبت مولی آهن و سیلسیم کدامیک از فازهای سیلسید آهن تشکیل خواهد شد. در ادامه به صورت آزمایشگاهی سه درصد مختلف مولی برای بررسی عملی این پیش‌بینی مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که با افزایش نسبت مولی سیلسیم از 0.5 به 1 و 2 ، به ترتیب، فازهای fe3si، fesi و fesi2 فازهای غالب موجود در ساختار خواهند بود که تا حد زیادی پیش‌بینیهای ترمودینامیکی با نتایج واقعی موافقت داشت. علت تفاوتهای موجود نیز مورد بحث قرار گرفت.

investigation of the iron-silicon powder system reactions and the thermodynamic prediction

through the reaction of iron and silicon powder system, different types of iron silicides can form. depending on their structure, the iron silicide exhibit metallic, semiconductor, or insulating behavior. the higher the iron contents of these materials, the stronger their magnetic properties. one of the technical problems in using elemental powder to produce the different types of silicides is predicting the final component of iron silicide. so far, no comprehensive research has been conducted on this goal. therefore, in this study, based on the thermodynamic data and with the help of hsc software, the iron silicon phases will form in each molar ratio of iron and silicon were predicted. then, three different molar ratios were examined in the laboratory for practical evaluation of this prediction. the results showed that by increasing the molar ratio of silicon from 0.5 to 1 and 2, respectively, the fe3si, fesi, and fesi2 phases will be the predominant phases, which almost agreed with the actual thermodynamic predictions. the reasons for the differences were also discussed.