بررسی تاثیر افزودن نیترید آلومینیوم و گرافن بر مشخصات ریزساختاری و رفتار ترمودینامیکی کامپوزیت های بر پایه دی بوراید تیتانیم تولید شده به روش تف جوشی پالسمای جرقه ای

در این مقاله، ارتباط مشخصات ریزساختاری کامپوزیت های بر پایه دی بوراید تیتانیم تقویت شده با ذرات نیترید آلومینیوم و گرافن با استفاده از تحلیل های ترمودینامیکی بر روی چگونگی شکل گیری فاز های درجا در طول فرایند تف جوشی مورد بررسی قرار گرفته است. تف جوشی کامپوزیت دی بوراید تیتانیم با فاز های تقویت کننده نیترید آلومینیوم (۲۰%) وزنی و گرافن (۵%) وزنی با استفاده از روش تف جوشی پالسمای جرقه ای در دمای ۱۹۰۰ درجه سانتیگراد تحت فشار ۴۰ مگاپاسکال به مدت ۷ دقیقه در خالء انجام گردید. نتایج به دست آمده از آزمون ها نشان داده اند که بر همکنش مواد اولیه و اکسید های سطحی تشکیل شده در حین فرایند تف جوشی پالسمای جرقه ای منجر به شکل گیری فاز های درجا همچون نیترید بور هگزاگونال و نیتروبوراید تیتانیم به واسطه واکنش های حالت جامد شده است. با در نظر گرفتن محاسبات ترمودینامیکی مشاهده گردید که فاز نیترید تیتانیم در نتیجه واکنش بین دی اکسید تیتانیم، نیترید آلومینیوم، دی بوراید تیتانیم و کربن تشکیل شده است. عالوه بر آن، فاز های درجا پیش بینی شده توسط تحلیل های ترمودینامیکی با استفاده از تصاویر میکروسکوپی و آنالیز های عنصری در مرزدانه ها و اتصاالت سه گانه مشاهده شدند. همچنین، افزودن این تقویت کننده ها موجب دستیابی به چگالی نسبی باال شده است. از سوی دیگر، پارامتر های فرایند همچون دما و فشار باال منجر به بسته شدن تخلخل ها در طول انجام تف جوشی و در نهایت دستیابی به تراکم باال در کامپوزیت نهایی شد.

کلیدواژه ها:

کامپوزیت ، دی بوراید تیتانیم ، فاز درجا ، رفتار ترمودینامیکی ، گرافن