تاثیر دما بر رفتار سینتر کامپوزیت آهن- کاربید تیتانیوم تهیه شده از ماده معدنی ایلمنیت به روش سینتر پلاسما جرقه ای

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

پژوهشکده سرامیک، پژوهشگاه مواد و انرژی، کرج، البرز.

چکیده

کامپوزیت­های زمینه فلزی تقویت­شده با ذرات سرامیکی با توجه به خواص مکانیکی و فیزیکی مطلوب کاربرد گسترده­ای در زمینه­های مختلف از جمله قطعات مقاوم به سایش و ابزار برش دارند. در این پژوهش، کامپوزیت Fe-TiC با استفاده از ماده معدنی ایلمینیت و دوده ساخته شده است. برای ساخت کامپوزیت مورد نظر، مواد اولیه پس از همگن شدن و فعال­سازی از طریق آلیاژسازی مکانیکی، به روش سینتر پلاسما جرقه­ای به صورت هم­زمان سنتز و سینتر شدند. نمونه­ها در دماهای 1250، 1300 و 1350 درجه سلسیوس و تحت فشار 10 تا 30 مگاپاسکال در مدت زمان­های 30 تا 120 دقیقه تهیه شده­اند. به منظور بررسی فازهای تشکیل شده از آنالیز پراش اشعه ایکس استفاده شد. اندازه­گیری بلورک­های فازهای تشکیل شده،از طریق روش ویلیامسون- هال و شرر انجام شد. مورفولوژی و ریز­ساختار نمونه­ها نیز به وسیله میکروسکوپ الکترونی روبشی مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که کامپوزیت آهن تقویت شده با ذرات کاربید تیتانیم به­طورموفقیت­آمیزی تولید شده و سازوکار سنتز به صورت تدریجی و نفوذی می­باشد. دانه­های آهن و کاربید تیتانیوم دارای توزیع یکنواخت در سراسر نمونه می­باشند و با وجود زمان­های سنتز طولانی، ابعاد اجزای کامپوزیت هم­چنان در اندازه نانومتری باقی مانده که می­تواند منجربه بهبود خواص مکانیکی گردد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

The Effect of Temperature on Sintering Behavior of Fe-TiC Composite Prepared from Ilmenite by SPS Method

نویسندگان [English]

  • farnaz Rasei
  • mansor Razavi
  • Iman Mobasherpour
  • Mohammad Reza Rahimipour
Department of Ceramic, Materials & Energy Research Center (MERC), Karaj, Iran.
چکیده [English]

Metal composite reinforced with ceramic particles, due to the desired mechanical and physical properties, are widely used in various fields, including wear-resistant parts and cutting tools. In this study, Fe-TiC composite is made using ilmenite mineral and soot. In order to make the composite, the raw materials after homogenization and activation through mechanical alloying were synthesized and sintered simultaneously by spark plasma sintering. Samples were prepared at temperatures of 1250, 1300 and 1350°C, under pressure of 10 to 30 MPa for 30 to 120 minutes. X-ray diffraction analysis was used to identify phases. Measurements of crystalline size were performed using the Williamson-Hall and Scherrer methods. Morphology and microstructure of the samples were also examined by scanning electron microscopy. The results showed that the iron composite reinforced with carbide titanium particles was successfully produced and the synthesis mechanism was gradual and intrusive. Iron and titanium carbide grains have a uniform distribution throughout the sample, and despite the long synthesis time, the size of grain remain in the nanometric, which can lead to improved mechanical properties.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Metal Matrix Composite
  • Ferrotic
  • Ilmenite
  • Spark Plasma Sintering