17320

17320

بررسي عوامل مؤثر بر توليد فوم NiTi به روش سنتز‌ احتراقي

كارشناسي ارشد

استخراج فلزات

اسفند 1395

دكتر محمدرضا ابوطالبي - دكتر ماندانا عادلي

مواد و متالورژي

در تحقيق حاضر ساخت فوم‌هاي بين فلزي نيكل–تيتانيم از مخلوط پودري عناصر نيكل و تيتانيم با استفاده از فرايند سنتز احتراقي و عوامل مؤثر بر آن‌ها مورد مطالعه قرار گرفته است، در اين بررسي پودرهاي نيكل و تيتانيم با نسبت مولي 1:1 همراه با درصدهاي مختلف وزني از ماده فوم‌ساز در قالب استوانه‌اي تحت پرس سرد قرار گرفتند. نمونه‌هاي فشرده به‌دست‌آمده تحت اتمسفر آرگون در كوره القايي تحت گرمايش با سرعت بالا قرار گرفتند و محصول نايتينول متخلخل طي واكنش بين نيكل و تيتانيوم بدست آمد. اثر عوامل مختلف فوم‌ساز ازجمله هيدريد تيتانيم، كربنات كلسيم و هيدريد كلسيم با درصدهاي وزني متفاوت و نيز تأثير چگالي خام نمونه و اندازه دانه پودرهاي نيكل بر روي ساختار، فازهاي تشكيل شده و درصد تخلخل ايجاد شده بررسي گرديد. مشخصات نمونه‌هاي سنتز شده ازنظر فازي و ريزساختار توسط دستگاه ميكروسكوپ الكتروني مجهز به EDS و دستگاه XRD مورد ارزيابي قرار گرفت. درصد تخلخل محصولات به كمك روش ارشميدس و پراكندگي آن‌ها به‌وسيله‌ي آناليز تصويري نمونه‌ها بررسي شد. با انجام فرايند سنتزاحتراقي در مخلوط پودري نيكل و تيتانيم تركيب بين‌فلزي متخلخل NiTi با حدود 60% تخلخل (بدون عامل فوم‌ساز) و74-84% تخلخل (با عامل فوم‌ساز) بدست آمد. در تمامي نمونه‌ها فاز غالب تشكيل شده NiTi بود و درصد كمي از فاز NiTi2 نيز وجود داشت. نمونه‌ها با نيكل ريز با سرعت و شدت بيشتري واكنش مي‌دهند و دماي احتراق از 1100 درجه سانتي‌گراد به دماي 2000 درجه سانتي‌گراد مي‌رسد. در نمونه‌ها با عوامل فوم‌ساز هيدريد تيتانيم و كربنات كلسيم واكنش خودپيش‌رونده كامل پيش نرفته و متوقف شده است. از ميان عوامل فوم‌ساز مورد استفاده عامل فوم‌ساز هيدريد كلسيم داراي توزيع و اندازه تخلخل‌هاي مناسب‌تري نسبت به ساير عوامل استفاده شده مي‌باشد و البته داراي درصد تخلخل زيادي (در حدود 75% ) است. كلمات كليدي: نايتينول، سنتز احتراقي، پرس سرد، كوره القايي، فوم بين‌فلزي، عامل فوم‌ساز.

1396/03/06

1/1/1900 12:00:00 AM

In this study, production of intermetallic foams nickel - titanium by powder mixture of them using combustion synthesis process have been examined, the nickel and titanium powders with a molar ratio of 1: 1 with the amount of foaming agent were cold pressed in a circular cylinder. Compact samples were heating at high speed under protective atmosphere in induction furnaces. Due to the exothermic reaction between nickel and titanium, products were porous NiTi intermetallic compound. Product’s characterizations were analyzed with XRD and SEM devices. Effect of the amount of foaming agent, particle size powders of nickel, geen density on the structur, pore size and distribution in the product were studied. Keywords: Combustion synthesis, Cold press, Induction furnace, the intermetallic foam, Foaming agent, NiTi.