13745

13745

بررسي و سنتز پودر كامپوزيت كاربيد تنگستن - نيكل (Ni=10,15,20wt.%) به روش هم رسوبي شيميايي و احيا و كربوراسيون

دكتري

مواد و متالورژي - مواد

دي ماه 1393

دي ماه 1393

دكتر حميدرضا رضايي - دكتر حميدرضا صميم

دكتر حكمت رضوي زاده

چكيده در اين پژوهش سنتز و بررسي WC-Niتوسط روش مطلوب هم¬رسوبي شيميايي با هدف كاهش اندازه¬ي دانه و بهبود توزيع آن و نيز يكنواختي توزيع شيميايي انجام پذيرفت. هم¬رسوبي براي سه نسبت مختلف (تركيب نهايي WC-10, 15, 20wt.%Ni) درpHبهينه¬انجام شد، رسوبات پس از خشك كردن در دماي ˚C110، در دماي ˚C600 كلسينه شد و پس از آن، احيا و كربوراسيون هم¬زمان توسط اتمسفر CO/CO2 در دماي ˚C850 صورت پذيرفت.صحت اين موارد با آناليزهاي مربوطه مانند XRD، FTIR، SEM، Elemental map analyzer و VSM تاييد شد. در ادامه فرايندهاي پرس و سپس تف¬جوشي در دو حالت جامد و مايع انجام شد. رفتار احيا و كربوراسيون تحت مونوكسيدكربن خالص توسط آناليز غيرهمدماي TGA، DTA، آناليز XRD و نتايج تحليل DTG و ترموديناميكي بررسي گرديد. چگالي نمونه¬هاي تف¬جوشي شده به روش ارشميدوس به دست آمد و نيز ريزسختي نمونه¬ها اندازه¬گيري شد. نتايج نشان داد كه با كنترل pH و مقدار NH3جايگزيني تدريجي تنگستات به جاي ليگاند آمونيايي منجر به رسوب پودر نانوساختار كمپلكس اكسيدي تنگستن-نيكل گرديد. محصول حاصل از فرايند كليسناسيون تركيبي از دو اكسيد NiWO4 و WO¬3 بود. فرايند احيا با احياي NiO شروع شد، و با احياي WO3 به WO2، سپس به W و كربوراسيون WC ادامه يافت. فرايند احيا و كربوراسيون اكسيد تنگستن داراي هم¬پوشاني وسيعي بود. در حين فرايند احيا و كربوراسيون واكنش بوودوارد و نيز گازي شدن كربن رخ داد. با افزايش درصد نيكل در تركيب فرايند رسوب كربن تشديد شد و نيز با تاثير كاتاليستي نيكل كليه¬ي واكنش¬هاي احيا و كربوراسيون در دماهاي كمتري رخ داد. براي محاسبه¬ي انرژي فعال¬سازي براي فرايند احيا و كربوراسيون، اين فرايند با روش خط تانژانت و با لحاظ كردن واكنش¬هاي غالب در هر منطقه به سه ناحيه¬ي اصلي تقسيم شد. سپس مقدار انرژي فعال¬سازي براي داده¬هاي غيرهمدما و به روش هم¬تبديلي FWO به دست آمد. در ادامه مكانيزم فرايندها با روش نمودارهاي مرجع بررسي شد كه شامل مكانيزم آورامي و كنترل واكنشي بود. نتايج چگالش نمونه¬هاي تف¬جوشي شده نشان داد كه با افزايش دما و افزايش درصد نيكل (به استثناي دماي °C1485) مقدار چگالش افزايش مي¬يابد. بالاترين چگالش در دماي °C 1460 و براي نمونه¬ي 20% نيكل به دست آمد. نتايج ريزسختي سنجي بالاترين مقدار را در دماي °C1460 براي 10% نيكل نشان داد. واژه هاي كليدي: هم¬رسوبي شيميايي، كاربيدتنگستن-نيكل، احيا و كربوراسيون همزمان، TGA-DTA، انرژي فعال¬سازي.