ساخت کامپوزیت سرامیکی Al2O3-TiB2 با مقدار تخلخل و اعوجاج پایین به روش سنتز احتراقی و بدون اعمال فشار

روش سنتز احتراقی به عنوان یک روش شناخته شده و اقتصادی برای تولید مواد پیشرفته سرامیکی و کامپوزیتی دارای عیوبی است. انجام نشدن کامل واکنش های گرمازا به دلیل اختلاط‌نشدن ایده آل مواد اولیه، فعال نبودن مواد اولیه از لحاظ ترمودینامیکی و تولید محصولاتی با مقدار تخلخل و اعوجاج بسیار بالا از جمله عیوب مهم این روش بشمار می روند. در این پژوهش از سیستم ترمیت آلومینیوم- اکسید تیتانیوم- اسید بوریک بمنظور تولید درجای کامپوزیت سرامیکی آلومینا- دی بوراید تیتانیوم به روش سنتز احتراقی استفاده شد. سپس به کمک این سه عامل روش مخلوط‌سازی مواد اولیه، استفاده از مواد رقیق‌کننده و استفاده از یک محفظه فولادی در اطراف نمونه در حال سنتز به بررسی امکان ساخت قطعاتی با تخلخل کنترل شده و بدون اعوجاج پرداخته شد. نتایج بدست آمده از آزمایش ها نشان دادند که مخلوط کردن پودرهای اولیه به مدت 2 ساعت همراه با یک گلوله 5 میلیمتری پیش از فرآیند پیش فعال‌سازی مکانیکی و سنتز احتراقی اثر زیادی بر افزایش خلوص محصولات نهایی دارد. هم‌چنین، مشخص شد که با افزایش مقدار مواد رقیق‌کننده تا 30 درصد وزنی از جنس خود محصولات (73 درصد حجمی آلومینا- 23 درصد حجمی دی بوراید تیتانیوم) به مواد اولیه ای که پیش فعال سازی مکانیکی شده و آماده سنتز احتراقی هستند، مقدار تخلخل نهایی کمتر شده و از شدت واکنش‌ها کاسته می شود. در نهایت، نشان داده شد که با استفاده از یک محفظه فولادی در اطراف قطعه به گونه‌ای که قطعه را محصور کرده و اجازه انبساط به آن ندهد، می توان از اعوجاج نمونه در حین سنتز احتراقی جلوگیری کرد.