احیاء مکانوشیمیایی اکسید کبالت با آلومینیوم و کربن و بررسی تاثیر پارامترهای آسیاکاری در تولید پودر کامپوزیتی Co-Al۲O۳

در این پژوهش تولید کامپوزیت کبالت-آلومینا به صورت درجا و به کمک فرآیند احیاء مکانوشیمیایی از ماده اولیه اکسید کبالت در حضور عوامل احیاء کننده آلومینیوم و کربن مورد بررسی قرار گرفت، به طوری که از گرمای آزاد شده در طی واکنش آلومینوترمی جهت فعال سازی واکنش کربوترمی استفاده شد. در این راستا مخلوط پودری -Co۳O۴-Al-C در یک دستگاه آسیای گلوله ای پر انرژی (fast mill) تحت فرآیند آسیاکاری قرار گرفت و همچنین تاثیر پارامتر های مختلف از جمله سرعت، زمان و نسبت گلوله به پودر بر محصول تولیدی نهایی مورد بررسی قرار گرفت. پودر های آسیاکاری شده تحت آنالیز پراش پرتو اشعه ایکس (XRD) و میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) قرار گرفتند. با توجه به نتایج آنالیز XRD و نقشه توزیع عناصر بعد از دوازده ساعت آسیاکاری واکنش احیاء به صورت کامل رخ داد و در نتیجه آن پیک های متناظر با فاز کبالت و آلومینا در الگوی پراش به دست آمده ظاهر و کامپوزیت Co-۳۳ wt% Al۲O۳ تولید شده است. افزایش زمان آسیاکاری از دوازده تا سی و شش ساعت منجر به کاهش اندازه کریستالیت های فاز کبالت و آلومینا به ترتیب تا ۹ و ۲۰.۳ نانومتر شد. از سوی دیگر با افزایش سرعت آسیاکاری از ۳۵۰ تا ۴۵۰ دور بر دقیقه توزیع اندازه ذرات یکنواخت تر شده و اندازه آگلومره های ایجاد شده در مخلوط پودری کاهش یافت. همچنین با توجه به تصاویر SEM، افزایش نسبت گلوله به پودر از ۱۵:۱ تا ۴۰:۱ منجر به کاهش متوسط اندازه ذرات به زیر یک میکرومتر و توزیع یکنواخت تر فاز تقویت کننده آلومینا در زمینه کبالت شده است.

کلیدواژه ها:

کامپوزیت کبالت-آلومینا ، آسیاکاری ، احیاء مکانوشیمیایی ، کربوترمی ، آلومینوترمی