بخشی از مقاله
مقدمه
7L56L3 بدلیل دارا بودن خواص ویژه مطلوب بعنوان یکی از بهترین گزینه ها برای کاربردهای سازه ای دما بالا شناخته می شود .این ترکیب دارای نقطه ذوب بسیار بالا - 2130œc - ناشی از ترکیب منحصر بفرد پیوندهای کووالانت،فلزی و یونی،دارای دانسیته پایین 4/32 g/cm3 قابلیت حفظ استحکام تا دمای
1200 œc مقاومت به خزش و اکسیداسیون تا زیر دمای 850 œc و مقاومت به سایش مطلوب از مزایای این ترکیب برای کاربرد در دماهای بالا و محی های خورنده می باشد. [1-4]
اخیراً سنتز احتراقی خودپیشرونده - SHS - بعنوان جایگزین روش های سنتی سنتز Ti5Si3 بدلیل مزایای فراوان از جمله مصرف انرژی پایین ، سادگی تجهیزات و خلوص بالای محصول توجهات زیادی را به خود جلب کرده است [3,5]
ساختار کریستالی Ti5Si3 هگزاگونال D88 و از نوع Mn5Si3 بوده با تقارن بسیار کم در ساختار کریستالی که سبب کاهش چکش خواری و تافنس شکست پایین ماده می گردد.ثوابت شبکه در ساختار کریستالی ماده بدین شرح می باشد a تافنس شکست Ti5Si3 در زیر دمای تبدیل تردی به نرمی در حدود 2/5Mpam1/2 که سبب بروز شکست ترد قبل از
تغییر شکل پلاستیک می شود.[6]باوجود راه های مختلف تهیه Ti5Si3 خواص مطلوب مانند تافنس شکست مناسب هنوز بدست نیامده است Ti5Si3 .[7,8] توانایی حل کردن مقادیر کوچک اتم های بین نشین مانند کربن،نیتروژن،برم،اکسیژن ویاسایر ناخالصی ها را در فضاهای اکتاهدرال خودرا دارد ولی تأثیر این مواد بربهبود تافنس ماده مشهود نمی باشد زیرا قابلیت انحلال این مواد بسیار اندک می باشد. [6]راه حل جایگزین تشکیل محلول جامد جانشینی با یک عنصر فلزی یا ایجاد کامپوزیت برای بهبود ریزساختاروخواص Ti5Si3
می باشد. تحقیقات بسیاری بر روی سیستم دوتایی Ti-Si انجام
شده ولی کارهای تحقیقاتی کمی به سیستم سه تایی Me-Ti-Si
Me - عنصر فلزی - اختصاص یافته است .[9,10,11]
در تحقیقی که بر روی تأثیر عنصر آهن در سنتز دما بالای
خود پیشرونده Ti5Si3 در سیستم سه تایی Ti-Si-Fe انجام شده
مشاهده شده که با اضافه شدن آهن اندازه ذرات بشدت کاهش
می یابد.تغییر فاز و ریزساختار بسیار مشهود می
باشد.بعلاوه آهن فاز مایع بیشتری نیز بیشتری نیز برای تولیدTi5Si3از محلول در هنگام واکنش و رسوب فراهم می آورد.[11]
در هرصورت کارهای تحقیقاتی کمی بر روی سیستم سه تایی Ti-Al-Si انجان شده است.گفته شده که در صورت وجود%.8 wt آلومینیم تافنس شکست Ti5Si3 در دمای اتاق بشدت افزایش می یابد ودمای تبدیل تردی به نرمی بشدت کاهش می یابد.[12]
مواد و روش تحقیق
مواد اولیه استفاده شده در این پروژه شامل پودر فلزی تیتانیم با خلوص بالای 98 درصد با دانه بندی زیر150میکرون
محصول شرکت 0HUFN ، پودر سیلیسیم با خلوص بالای 99 درصد و دانه بندی زیر150میکرون محصول شرکت 0HUFN و پودر آلومینیم با خلوص بالای 99 درصد و دانه بندی زیر150میکرون محصول شرکت فولیکا می باشند.
پودر های سیلیسیم و تیتانیم و آلومینیم بر حسب نسبت استوکیومتری TL5 - L60/6'O$0/4 - 3 توزین شدند و بوسیله همزن مغناطیسی مجهز به گرم کن به مدت 1 ساعت در محی تر متانول، مخلوط و در نهایت خشک شدند.سپس نمونه تحت پرس تک محور در فشاری در حدود 300MPa بصورت قرص هایی به قطر10PP
و ارتفاع 5PP فشرده شدند ضمن اینکه نمونه دیگری با
استوکیومتری Ti5Si3 برای مقایسه آماده شد و هردو نمونه در
کوره تیوپی اتمسفر کنترل توس فرایند SHS سنتز گردیدند
در انتها آنالیزهای فازی توس دستگاه XRD و آنالیزهای
ریز ساختاری توس دستگاه SEM بر روی هردو نمونه قبل و
بعد از سنتز نمونه انجام پذیرفت.
نتایج و بحث
شکل 1 الگوی پراش پرتو X محصولات واکنش با نسبت های Ti :
Si=5:3و Ti :Si :Al=5 :1/8 :1/2 را نشان می دهد.
