ساخت و مشخصه‌یابی کامپوزیت بر پایه al2o3-y2o3

در تحقیق حاضر نانو ذرات بر پایه آلومینا-ایتریا با استفاده از روش سل-ژل ساخته شد. سپس اثر عملیات حرارتی بر تغییرات فازی و اندازه بلورک‌ها در این سیستم کامپوزیتی بررسی شد. پودرکامپوزیتی تولیدی با استفاده از پراش پرتو ایکس و میکروسکوپ الکترونی روبشی مشخصه‌یابی شد. برای بررسی اثر دما بر بلورک‌ها از رابطه شرر استفاده شد. سپس پودر کامپوزیتی پرس ایزواستاتیک سرد شد و تحت فرایند تف‌جوشی بدون فشار در دماهای مختلف قرار گرفت تا تغییرات دانسیته آن مورد ارزیابی قرار بگیرد. نتایج پراش پرتو ایکس نشان داد نمونه پودری در ابتدا آمورف می‌باشد. با افزایش درجه حرارت اجزاء این سیستم کامپوزیتی وارد واکنش شده و فاز‌های آلفا al2o3 و y3al5o12در آن تشکیل شد. اندازه بلورک‌های فاز تتا آلومینا با افزایش دما تا 1000 درجه سانتیگراد افزایش یافت در حالی که پس از این درجه حرارت به دلیل تجزیه این فاز اندازه بلورک‌های آن کاهش می‌یابد. دانسیته نمونه‌ها با افزایش درجه حرارت تا 1600 درجه سانتیگراد افزایش یافت به طوری که نمونه‌ها به دانسیته نسبی حدود 96 درصد رسیدند. منحنی افزایش دانسیته نانوپودرکامپوزیتی سه مرحله متفاوت را در طی تف‌جوشی نشان داد. بررسی سختی نمونه‌ها نشان داد که با افزایش دمای تف‌‌جوشی سختی افزایش می‌یابد و در نمونه‌ تف‌جوشی شده در 1600 درجه سانتیگراد به مدت 3 ساعت سختی ویکرز به حدود 14 گیگاپاسکال رسید.

fabrication and characterization of al2o3-y2o3 based composite

in the present research, nanoparticles based on the alumina-yttria system were synthesized using a sol-gel method. then, the effect of heat treatment on the phase evolution and crystallite size in this composite system was investigated. the produced composite powder was characterized using x-ray diffraction and scanning electron microscopy. scherrer equation was used to investigate the effect of temperature on crystallite sizes. the composite powder was cold isostatically pressed and subjected to a pressureless sintering process at different temperatures to evaluate its density changes. the x-ray diffraction results showed that the powder sample was initially amorphous. by increasing the temperature, the components of this composite system reacted and alpha-al2o3 and y3al5o12 phases are formed. the crystallite size of the theta-alumina phase grew with increasing temperatures up to 1000 c. at higher temperatures, crystallite size decreased due to the decomposition of theta-alumina. the density of the samples increased by increasing the temperature up to 1600 c so that the samples reached a relative density of about 96%. the densification curve of the composite showed three different stages during sintering. examining the hardness of the samples showed that the hardness increases with the increase of the sintering temperature, and in the sample sintered at 1600 c for 3 hours, the vickers hardness reached about 14 gpa.