بررسی اثر افزودن فاز تقویت کننده کاربید تیتانیم و بوراید تیتانیوم بر خواص مکانیکی و تریبولوژی کامپوزیت NiAl-TiC-TiB۲ تولید شده به روش سنتز احتراقی

چکیده مقدمه: در این تحقیق کامپوزیت با زمینه ترکیب بین­فلزی NiAl-TiC-TiB۲ با مقادیر مختلف فاز تقویت کننده سرامیکی TiC+TiB۲ به صورت درجا و با استفاده از روش سنتز احتراقی خود­پیش­رونده (SHS) تحت فشار از مخلوط پودری فشرده نیکل، آلومینیوم، تیتانیم و کاربید بور (B۴C) تولید و خواص مکانیکی و سایشی آن بررسی شد. روش­: با استفاده از گرمایش سریع القایی، سنتز نمونه­ها انجام شده و از الگوهای پراش اشعه ایکس (XRD) و تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) همراه با آنالیز طیف سنجی پراکندگی انرژی پرتو ایکس (EDS) در تشخیص فازهای تشکیل شده و مورفولوژی آن­ها در کامپوزیت­ها استفاده شد و آزمایش­های میکروسختی­سنجی و پین روی دیسک جهت ارزیابی خواص انجام گردید. یافته­ها: بررسی­های میکروسکوپی نشان داد که ذرات سرامیکی TiC-TiB۲ بصورت یکنواخت در زمینه­ای همگن از NiAl توزیع شده است. با افزایش درصد TiC-TiB۲، میزان تخلخل کامپوزیت حاصله به دلیل بهبود سینتیک تشکیل فازهای سرامیکی محصول و شدت بالای واکنش افزایش یافت و از ۲۴ درصد حجمی برای نمونه بدون عامل تقویت کننده به ۳۹ درصد برای نمونه دارای ۱۵ درصد فاز سرامیکی رسید. ارزیابی خواص تریبولوژی و میکروسختی کامپوزیت تولید شده نشان می­دهد که حضور توزیع مناسبی از ذرات تقویت­کننده در زمینه NiAl علیرغم اثر مخرب بوجود آمدن تخلخل­های ساختاری با بالارفتن درصد فازهای سرامیکی، باعث بهبود خواص مکانیکی و تریبولوژیکی می­گردد. حضور فازهای TiC-TiB۲ در زمینه باعث افت قابل توجه در میزان کاهش وزن در آزمون پین روی دیسک شده، همچنین میزان سختی از ۴۹۷ ویکرز برای نمونه NiAl بدون ذرات سرامیکی، به ۱۰۱۵ ویکرز برای نمونه حاوی ۱۵ درصد ذرات تقویت کننده افزایش یافت. نتیجه­گیری: سنتز احتراقی می­تواند به عنوان روشی سریع و با مصرف کم انرژی برای تولید کامپوزیت­های زمینه فلزی و بین­فلزی با توزیع مناسبی ذرات تقویت­کننده مورد استفاده قرار گیرد.

کلیدواژه ها:

خواص تریبولوژی ، سنتز احتراقی ، سنتز خودپیشرونده دما بالا ، کامپوزیت زمینه بین فلزی