12214

12214

سنتز كاربيد بور به روش فعال سازي مكانيكي و گرمايش مايكروويوي

كارشناسي ارشد

مواد- استخراج فلزات

آبان 1392

آبان 1392

دكتر محمد شيخ شاب بافقي

دكتر عليرضا ذاكري-دكتر مسعود سكاكي

چكيده كاربيد بور به عنوان يك ماده سراميكي به دليل دارا بودن خواص خوبي نظير سختي بالا، مقاومت به ضربه بالا و خاصيت جذب نوترون بالا، از اهميت ويژه¬اي برخوردار بوده و در زمينه-هاي مختلفي شامل صنايع هوافضا، صنايع هسته¬اي و همچنين كاربردهاي مكانيكي مورد استفاده قرار مي¬گيرد. در اين تحقيق سنتز احتراقي كاربيد بور، توسط تركيب دو فرآيند فعال سازي مكانيكي و گرمايش مايكروويو، با استفاده از يك آسياي گلوله¬اي سياره¬اي و يك دستگاه اجاق مايكروويو خانگي مورد بررسي قرار گرفته است. به اين منظور مخلوط پودري B2O3-C-Al به نسبت‌هاي مختلف با پارامترهاي نسبت گلوله به پودر 20:1، سرعت چرخش rpm250 و مدت زمان‌هاي 30 دقيقه تا 5 ساعت آسياكاري شده‌اند. سپس مخلوط پودري به دست آمده از فرآيند آسياكاري، به صورت قرص، با قطر mm10 و ارتفاع mm5، پرس شده و تحت تابش مايكروويو با توان 850 وات قرار گرفته است. محصول به دست آمده از اين فرآيند توسط آناليز XRD، FTIR و SEM ارزيابي شده است. نتايج نشان مي‌دهند كه انجام فرآيند آسياكاري بر روي سنتز در مايكروويو تأثير گذار بوده و حداقل زمان آسياكاري براي انجام سنتز احتراقي طي گرمايش مايكروويوي، به طوري كه كل نمونه را در بر بگيرد، 3 ساعت است. همچنين بررسي سيستم‌هاي دوتايي موجود در مخلوط B2O3-C-Al نشان مي‌دهد كه سنتز كاربيد بور با واكنش احتراقي بين B2O3 و Al آغاز شده و با واكنش بين بور و كربن تكميل مي‌شود. به علاوه واكنش كربوترمي احياي اكسيد بور، مي‌تواند در دماي بالاي حاصل از واكنش آلومينوترمي، فعال شده و كربن وارد واكنش احيا شود. استفاده از روش گرمايش مايكروويوي نسبت به روش¬هاي گرمايش در كوره، مدت زمان گرمايش تا لحظه احتراق را كاهش داده و سنتز در زمان¬هاي كوتاه¬تري انجام شده است. نتايج آناليز FTIR حضور پيوندهاي Al-O و B-C را در نمونه سنتز شده تأييد مي‌كند. واژه‌هاي كليدي: كاربيد بور، سنتز احتراقي، فعال سازي مكانيكي، گرمايش مايكروويوي، آناليز XRD، آناليز FTIR