بخشی از مقاله
چکیده
به منظور تولید ترکیب بین فلزي دي سیلیساید مولیبدن - MoSi2 - ، پودر مولیبدن و سیلیسیم به نسبت استوکیومتري 1 به 2 با هم مخلوط شدند و به مدت 20 ساعت با استفاده از آسیاب سایشی آسیاب شده و سپس در کوره تحت اتمسفر آرگون در دماي 1100 درجه سانتی گراد در زمان هاي مختلف عملیات حرارتی شدند. نتایج حاصله از بررسی آنالیزهاي تفرق اشعه ایکس - XRD - و میکروسکوپ الکترونی روبشی - SEM - نشان میدهد که با آسیاب کاري به مدت 20 ساعت و سپس عملیات حرارتی به مدت 7 ساعت در دماي 1100 می توان به ترکیب دي سیلیساید مولیبدننسبتاً خالص دست یافت.
.1 مقدمه
ترکیب بین فلزي دي سیلیساید مولیبدن - MoSi2 - داراي خواص ویژهاي نظیر مقاومت به اکسایش عالی در دماي بالا، هدایت الکتریکی و حرارتی خوب، نقطه ذوب بالا، چگالینسبتاً پایین است، از این رو در کاربردهاي دماي بالا بسیار مورد توجه میباشد]١.[ از جمله کاربردهاي آن می توان به قطعات مکمل پرهها[2]، لانسهاي فلزات مذاب[3]، غلافهاي محافظ در سنسورهاي دماي بالا - ترموکوپل- ها - [4]، مشعلهاي گاز قابل استفاده در صنایع و المانهاي حرارتی[5] اشاره نمود.
دي سیلیساید مولیبدن به روشهاي مختلفی از جمله روشهاي شیمیایی، ذوب قوسی و متالورژي پودر که شامل آلیاژسازي مکانیکی، زینترینگ، سنتز خود احتراقی و پرس داغ است، قابل تولید میباشد.[6] هر چند نقطه ذوب بالا، سرعت کم تولید و هزینه زیاد، تولید این محصول را بوسیله روشهاي مرسوم محدود می کند.[7] آلیاژسازي مکانیکی - - MA یک روش مؤثر براي تولید این چنین ترکیبات بین فلزي است. آلیاژ سازي مکانیکی یک روش پودر حالت جامد شامل جوش خوردن مکرر و شکست و دوباره جوش خوردن ذرات پودر در یک آسیاب انرژي بالا است.
[6] در اکثر تحقیقات پودر دي سیلیساید مولیبدن به روش آلیاژسازي مکانیکی و توسط آسیاب سیارهاي1 یا آسیاب پرانرژي گلولهاي- ارتعاشی SPEX8000، در زمان هاي طولانی - 20 تا 100 ساعت - و عملیات حرارتی بعد از آسیاب تولید شده است.[11-7] بدلیل حجم کم آسیابهاي سیارهاي 45-500 - گرم - و آسیابهاي گلولهاي- ارتعاشی 10-20 - گرم - ، این آسیابها داراي کاربرد صنعتی نبوده و براي کاربردهاي صنعتی از آسیابهاي سایشی با محفظه ثابت2 50-40000 - گرم - استفاده میشود.[12] در این تحقیق به منظور تشکیل ترکیب هاي دوتایی Mo-Si ، پودرهاي مولیبدن و سیلیسیم مخلوط شده و بوسیله آسیاب سایشی، آسیاب شده و در زمانهاي مختلف تحت عملیات حرارتی قرار گرفت.
.2 مواد و روش تحقیق
در این تحقیق به منظور تولید دي سیلیساید مولیبدن، پودرهاي خالص مولیبدن با خلوص بالاتر از 96 درصد و متوسط اندازه ذرات کمتر از 12 میکرومتر و پودرهاي خالص سیلیسیم با خلوص بالاتر از 98 و متوسط اندازه ذرات کمتر از 10 میکرومتر به نسبت استوکیومتري 1 به 2 با هم مخلوط شده و به مدت 20 ساعت تحت عملیات آلیاژسازي مکانیکی قرار گرفتند. آلیاژسازي مکانیکی با استفاده از یک آسیاب سایشی با محفظه ثابت و آبگرد و از جنس فولاد زنگ نزن، ساچمه هایی از جنس فولاد ابزار با قطر 10 میلی متر و سختی 800 ویکرز، نسبت وزنی ساچمه به پودر 20 به 1، سرعت گردش 365 دور بر دقیقه و تحت اتمسفر آرگون انجام شد.
[13] به منظور جلوگیري از چسبیدن پودرها به جداره داخلی محفظه آسیاب و ساچمه ها و همچنین تسریع عملیات آلیاژسازي مکانیکی و ریزتر شدن پودرها از اسید استئاریک به میزان 1 درصد وزنی به عنوان کنترل کننده فرآیند استفاده شد.[14] براي انجام عملیات حرارتی در دماي 1100 درجه سانتی گراد، در زمان هاي 3، 5 و 7 ساعت از کوره مقاومتی لوله اي با کنترل کننده هاي هریوس - - Heraeus و جومو - - Jomo استفاده گردید، به طوري که جریان مداوم گاز آرگون در طی فرآیند و در درون لوله اي از جنس کوارتز، ادامه داشت.
جهت بررسی آنالیز فازي پودرهاي حاصل از آلیاژسازي مکانیکی و عملیات حرارتی از آزمایش پراش اشعه ایکس - - XRD استفاده شد. بدین منظور از دستگاه پراش اشعه ایکس ساخت شرکت فیلیپس - - Philips مدل Xpert ، استفاده شد. اشعه مورد استفاده، اشعه تکفام CuKα با طول موج 1/542 آنگستروم می باشد. زمان هر گام 1 ثانیه، اندازه گام 0/05 درجه و محدوده مورد بررسی 0-100 درجه انتخاب گردید. جهت بررسی مورفولوژي و ساختار پودر از میکروسکوپ الکترونی روبشی - - SEM مدل AIS-2100 ساخت شرکت Seron Technology با ولتاژ 20 کیلو ولت استفاده شد.
