ساخت آلیاژهای آمورف حجیم بر پایه تیتانیم به روش آلیاژسازی مکانیکی و تف‌جوشی پلاسمایی و بررسی ساختار و رفتار خوردگی

مقدمه: مواد آمورف به دلیل خواص ویژه مورد توجه محققان دانشگاهی و صنعت می باشند. این مواد از نظر الکترونیکی و نوری مانند فلزات معمولی هستند، اما عدم وجود بلور ها و عیوب مانند جای خالی، جابجایی و مرز دانه ها باعث افزایش خواص شیمیایی، فیزیکی و مکانیکی در آنها شده است .روش: در این پژوهش آلیاژهای آمورف 2ag-1si-2sn-2.5fe-7.5zr-38cu-47ti و -46ti4ag-1si-3sn-7co-11.5zr-27.5cu (درصد اتمی) به روش آلیاژسازی مکانیکی و فرایند تف جوشی پلاسمایی ساخته شد و ساختار و مقاومت خوردگی آنها ارزیابی گردید. به منظور بررسی دگرگونی فازها،ارزیابی پایداری حرارتی و ریزساختار پودر و نمونه های متراکم شده به ترتیب از xrd ، dsc و fe-sem و جهت ارزیابی خوردگی از روش پلاریزاسیون استفاده شد.یافته ها: زمان آسیاکاری مناسب برای حصول ساختار آمورف در پودر آلیاژهای ذکر شده 54 ساعت است. پودرهای حاصل دارای شکل تقریبا کروی با سطح نسبتاً هموار بوده و متوسط اندازه ذرات پودر حاوی آهن بیشتر از اندازه ذرات پودر حاوی کبالت می باشد. پودر آلیاژهای آمورف -47ti2ag-1si-2sn-2.5fe-7.5zr-38cu و 4ag-1si-3sn-7co-11.5zr-27.5cu-46ti (درصد اتمی) به وسیله فرایند تف جوشی پلاسمایی در دماهای 300 و 520 درجه سانتیگراد و فشار 180 مگاپاسکال متراکم شدند. در حالیکه نمونه های تف جوشی شده در دمای 520 درجه سانتیگراد مقداری ساختاربلوری در الگوی پراش از خود نشان داد، در دمای 300 درجه سانتیگراد ساختار آمورف در قطعات حاصل حفظ شد. نتیجه گیری: با تف جوشی پلاسمایی در دمای 300 درجه سانتی گراد و فشار 180 مگاپاسکال، ساختار آمورف در نمونه های تف جوشی شده حفظ شد. آلیاژ ticuzrsnsiagfe مقاومت به خوردگی بهتری در محلول شبیه سازی بدن نسبت به آلیاژ ticuzrsnsiagco و آلیاژ مرسوم ti6al4v نشان داد.

fabrication of ti bulk amorphous alloys by mechanical alloying and plasma sintering methods and evaluation of structure and corrosion behavior

introduction: amorphous materials are of interest to academic and industry researchers due to their special properties. optically and electronically they look like ordinary metals, but the absence of crystals and defects as vacancies, dislocations, or grain boundaries increase their chemical, physical and mechanical properties.methods: in this study, ti47-cu38-zr7.5-fe2.5-sn2-si1-ag2 and ti46-cu27.5-zr11.5-co7-sn3-si1-ag4 (%at) amorphous alloys were produced by the mechanical alloying (ma) process and spark plasma sintering (sps) technique, and their structure and corrosion behavior were evaluated. in order to study phase evolutions, evaluate the thermal stability and microstructure of the powder and compacted samples, xrd, dsc and fe-sem were used, respectively. furthermore, polarization method was used to evaluate corrosion.findings: the results showed that 45 hours of milling can tend to amorphization of powders. ti47-cu38-zr7.5-fe2.5-sn2-si1-ag2 and ti46-cu27.5-zr11.5-co7-sn3-si1-ag4 (%at) amorphous powders were compacted by plasma sintering process at 300 and 420 °c under 180 mpa uniaxial pressure. the evaluation of the compacted samples showed that the samples sintered at 300°c temperature under 180 mpa retained their amorphous state. additionally, investigation of corrosion behavior revealed that the amorphous ticuzrsnsiagfe alloy exhibited better corrosion resistance in the body simulation solution in comparison with ticuzrsnsiagco and conventional ti6al4v alloys.