20922

۲۰۹۲۲

بررسي ايجاد تركيبات بين‌فلزي Ni-Al به روش رسوب‌دهي الكترولس Ni وسمانتاسيون بسته‌اي Al

كارشناسي ارشد

شناسايي و انتخاب مواد مهندسي

1395-1397

۱۳۹۵/۱۲/۲۵

دكتر منصور سلطانيه

مواد و متالورژي

هدف از اين پژوهش بررسي شرايط تشكيل تركيبات بين‌فلزي در سيستم دوتايي Ni-Al با آلومينيم‌دهي بسته‌اي روي فوم نيكل است. در ابتدا به‌‌منظور توليد فوم نيكل از آبكاري الكترولس و آبكاري الكتريكي روي زيرلايه پليمري استفاده‌ و شرايط توليد فوم نيكل بطور تجربي بهينه شد. آبكاري الكترولس در دماي oC60 ، 9=pH و زمان‌هاي مختلف انجام شد. ضخامت پوشش الكترولس بعد از 90 دقيقه آبكاري mµ5 محاسبه شد. آبكاري الكتريكي در 4 جريان 2/0 ، 3/0 ، 4/0 و 6/0 آمپر انجام و جريان 3/0 آمپر به عنوان جريان بهينه محاسبه شد. در مرحله بعد با عمليات حرارتي تك مرحله‌اي تحت اتمسفر آرگون به مدت 1 ساعت و دماي oC600 زيرلايه پليمري حذف و فوم نيكل توليد شد. آلومينيم‌دهي فوم نيكل به روش سمانتاسيون بسته‌اي در دو دماي oC900و oC950 و زمان‌هاي مختلف در مخلوط پودري نيكل، كلريدآمونيم، پودر آلومينيم و آلومينا به ترتيب نسبت 5، 5، 10، 80 انجام‌ پذيرفت. براي بررسي ضخامت و نوع لايه‌هاي پوشش از ميكروسكوپ نوري، ميكروسكوپ الكتروني روبشي و آناليز پرتو ايكس استفاده‌شد. پوشش ايجاد شده در فرآيند آلومينايزينگ مستقل از زمان و دما، از سه لايه مجزا شامل فازهاي Ni2Al3، NiAl و Ni3Al تشكيل شده ‌است. دو تركيب بين فلزي NiAl وNi3Al به‌صورت لايه‌اي نازك با ضخامت حداكثر µm8 در مرز Ni2Al3 وNi خالص قرار دارند. با بررسي‌هاي انجام گرفته مي‌توان نتيجه گرفت فاز اصلي پوشش Ni2Al3 است و حداكثر ضخامت آن كه در دماي oC900 و زمان 80 دقيقه حاصل شده است µm57 است. در ادامه و با بررسي تغييرات وزن فوم Ni-Al قبل و بعد از آلومينيم‌دهي، دما و زمان لازم براي نفوذ مقدار كافي آلومينيم به زيرلايه نيكل به منظور توليد فوم تكفاز Ni3Al وNiAl محاسبه شد. با استفاده از نتايج حاصل از تغييرات وزن نمونه‌ها، فوم تكفاز NiAl به وسيله عمليات حرارتي در دماي oC1000 و زمان 3 ساعت توليد شد.

1398/04/16

Investigation of the synthesis of Ni-Al intermetallic compounds by electroless of Ni and pack cementation of Al

7/7/2019 12:00:00 AM

In this study, pack aluminizing is used on the nickel foam in order to investigate the conditions for the formation of intermetallic compounds in the Ni-Al binary system. Initially, electroless plating and electroplating were used on the polymer substrate to produce nickel foam, and the optimal conditions for the production of nickel foam were obtained. In the next step, the polymer substrate was removed and nickel foam was produced with a single stage thermal treatment under argon atmosphere and a temperature of 600 . Aluminizing the nickel foam was carried out at 900 and 950 °C at different times in a powde mixture of nickel, ammonium chloride, aluminum powder, and alumina with a ratio of 5-5-10-80 respectively. Optical microscope, scanning electron microscope and X-ray Diffraction were used in order to investigate the thickness and type of coating layers. The coating produced in the aluminizing process was independent of time and temperature and consists of three separate layers, including Ni2Al3, NiAl and Ni3Al phases.a thin layer of NiAl and Ni3Al was formed between the Ni2Al3 and pure Ni. Based on the results of this investigation, it can be concluded that the Ni2Al3 was the main phase of the coating. Subsequently, by evaluating the changes in the weight of Ni-Al foam before and after aluminizing, the required temperature and time for penetrating sufficient amount of aluminum into the nickel substrate in order to produce the NiAl and Ni3Al foam were calculated. By using the results of variations in the samples weight, single stage NiAl foam was produced by heat treatment in three hours at 1000 oC.