بررسی اثر افزودن al در سنتز نانوساختار ti3sic2 به روش آلیاژسازی مکانیکی – عملیات حرارتی

در این پژوهش تاثیر افزودن al در سنتز نانوساختار ti3sic2 به روش آلیاژسازی مکانیکی – عملیات حرارتی و با استفاده از مخلوط پودرهای ti، si و c مورد بررسی قرار گرفته است. جهت بررسی متغیر درصد مولی آلومینیوم در میزان سنتز مکس فاز ti3sic2 از ترکیب (%1.5 و %1 و %0.5 و %0=x) xal/c2/si3/1/ti3 استفاده شد. برای این منظور ابتدا توزین پودرهای اولیه صورت گرفت. سپس مخلوط پودرها با نسبت گلوله به پودر 30:1 در مدت زمان 40 ساعت با اتمسفر آرگون تحت فرآیند آسیا قرار‌ گرفتند. پس از آن تحت فشار 200 مگاپاسکال به شکل قرص‌هایی تبدیل شدند. پس از عملیات حرارتی نمونه‌ها در دمای 1200 درجه سانتی‌گراد به مدت 1 ساعت، آنالیز پراش اشعه ایکس جهت بررسی ترکیب فازی و میکروسکوپ الکترونی روبشی نشر میدانی به‌منظور مشاهده ریزساختار به کار گرفته شد. نتایج نشان‌دهنده این است که بیش‌ترین مقدار مکس فاز ti3sic2 سنتز شده معادل 75 درصد وزنی می‌باشد و مربوط به نمونه‌ (%1=x) xal/c2/si3/1/ti3 است که در دمای 1200 درجه سانتی‌گراد عملیات حرارتی شده است. همچنین مشاهده شد که با افزایش درصد مولی آلومینیوم از 1 به 1.5 درصد، درصد وزنی مکس فاز ti3sic2 در محصولات واکنش کاهش یافته است.

Investigation on the effect of Al addition on synthesis of Ti3SiC2 nanostructure by Mechanical alloying – heat treatment method

In this study, the effect of Al addition in synthesis of Ti3SiC2 nanostrucure has been studied by mechanical alloying heat treatment method and using the mixture of Ti, Si, C powders. The composition of 3Ti: 1.3Si: 2C: xAl (x= 0%, 0.5%, 1% and 1.5%) were used in order to evaluate the molar percent of aluminum in synthesis of Ti3SiC2 MAX phase. First the initial powders were weighed. Then, the powder mixtures were milled at the ball to powder ratio of 30:1 for 40 hours under argon atmosphere. After that they have been formed in pills under 200 MPa pressure. After the heat treatment of the samples at 1200 °C for 1 hour, an Xray diffraction analysis was used to examine phase composition while a field emission scattering electron microscope equipped with an EDS spectrometer was utilized to observe the microstructure. The results indicate that the maximum amount of the synthesized Ti3SiC2 MAX phase is totally equal to 75wt.%  and it is related to the sample of 3Ti:1.3Si:2C:xAl (x= 1%) which heat treated at the temperature of 1200°C. It was also observed that the weight percentage of the Ti3SiC2 MAX phase has decreased in the reaction products by increasing of the molar percent of aluminum from 1 to 1.5 %.