1

تابستان

1391

در این سایت فقط تکه هایی از این مطلب با شماره بندی انتهای صفحه درج می شود که ممکن است هنگام انتقال از فایل ورد به داخل سایت کلمات به هم بریزد یا شکل ها درج نشود

شما می توانید تکه های دیگری از این مطلب را با جستجو در همین سایت بخوانید

ولی برای دانلود فایل اصلی با فرمت ورد حاوی تمامی قسمت ها با منابع کامل

اینجا کلیک کنید

چکیده: نیترید و کربونیترید تیتانیوم دارا ی نقطه ذوب بالا، مقاومت شیمیایی خوب در برابر سربارهها م یباشند و کامپوزیت آنها با اکسیدها و غیراکسیدهای د یگر، پتانس یل خوب ی برا ی کـاربرد دارد. هـدف از ایـن تحق یـق ، بررسـی سـنتز کامپوزیـت MgAl2O4-Ti(C,N) با استفاده از مواد اولیه TiO2،MgO،Al به روش احیای آلوم ینوترمی در بستر کک است. مواد اولیه فوق بدون افزودنی ویا با افزودنی دوده کربن و شکر مخلوط شدند و پس از پـرس، نمونـههـا در بـستر کـک در دماهـای ºC1600-1200 در کوره الکتریکی پخـت گردیدنـد . نتـا یج الگـوی اشـعهX نـشان داد کـه در کلیـه نمونـههـا در دمـای ºC1300-1200 فازها ی موجود شامل اسپینل (4(MgAl2O، تیتانات من یزیم (5(MgTi2O یا محلول جامـد آن بـا تیتانـات آلومینیوم، کوراندوم، روتایل و اکسیدهای فرع ی آن و پر یکلاز م یباشد. با ادامه حرارت دادن در نمونههای بدون افزودنی وبا افزودن ی دوده کربن در دمای ºC1600 کامپوز یـت (MgAl2O4-Ti(C,N) بـه طـور کامـل تـشکیل مـ یگـردد ، ولـی در نمونههای حاوی شکر تشکیل کامل این کامپوزیت در دمای ºC1400 رخ داد.
کلید واژه: کامپوزیت MgAl2O4-Ti(C,N)، احیای آلومینوترمی.
1- مقدمه
اسپینل 4MgAl2O دارای نقطه ذوب بالا (ºC2135)، مقاومت به شوک حرارتـی بـالا و مقاومـت خـوب در سـرباره هـای قلیـایی، میباشد و به صورت کامپوزیت اکسیدی با منیزیا، کرومیـت و 3CaZrO بـه عنـوان دیرگـداز در کـورههـای فولادسـازی، صـنایعغیرآهنی م ثل مس، سرب و روی و قسمت پخت کوره سیمان کاربرد دارد [1]. TiC وTiN ترکیبات غیراکـسیدی بـا نقطـه ذوببالا به ترتیبºC 3260 و 2950، سختی بالا به ترتیبGpa 30 و 20 در سیستم ویکرز، دانسیته مناسب به ترتیـب 1-gCm 93/4 و40/5 و هدایت حرارتی به ترتیب 1-wm2k21 و 19 و مقاومت شیمیایی بالا میباشند [3،2]. TiC وTiN دارای ساختمان مکعبـینمک طعام هستند که کاملاً در هم حل شده و کربونیتریدهای مختلف تیتانیوم (Ti(Cx,N1-x بـا خواصـی مـشابه بـاTiC وTiN میدهنـد [4]. بنـابراین کامپوزیـتهـای مختلـف حـاویTiC یـاTiN یـاTi(C,N) مـیتواننـد دارای کاربردهـای متنـوعی درسرامیک های مهندسی دما بالا، پوششها و دیرگـداز باشـند. از جملـه ایـن کامپوزیـت هـا،Fe-TiC ،Ni-TiC ،[5] Al-TiC [6]،
Al2O3-TiN ،Ti(C,N)-SiC ،TiN-TiB2 ،TiN-AlN وMgAl2O4-TiN می باشد. هدف از این تحقیق سـنتز پودرکـامپوزیتیMgAl2O4-Ti(C,N) است که پتانسیل خوبی برای کاربرد به عنوان دیرگدازهای آستر پاتیـل فـولاد دارد و در نـسوزهای حـاویکربن به صورت درجا تشکیل میگردد [7]. بنابراین مطالعه روی تأثیر افزودن کربن بر روی تشکیل کامپوزیت بسیار اهمیت دارد.
-9141832183

21
برای تهیه پودر کامپوزیتMgAl2O4-Ti(C,N) می توان دو روش کلی سنتز جداگانه هر کدام از اجزا و سـپس مخلـوط کـردنآنها و سنتز با هم آنها را در نظر گرفت. برای سنتز باهم این پودر کامپوزیتی روش احیای آلومینوترمی و نیتریـده کـردن بـه کـاررفته است [8،7]. در این روش از مخلوط پودرهای آلومینیومTiO2 ،(Al) وMgO استفاده شده است که پس از مخلـوط کـردندر دماهای مختلف در اتمسفر نیتروژنی پخت انجام شده است [8،7]. بررسی تأثیر افزودن گرافیت تا 5 درصد وزنی بر تشکیل فازTi(C,N)، تغییرات دانسیته و پارامتر شبکه و همچنین تأثیر افزودن آلومینا تا 20% وزنی بر تشکیل فاز اسپینل و پارامترهـای آن از جمله موارد قبلی مورد تحقیق می باشد [8،7]. نتایج این تحقیق نـشان داده مـی دهـد کـه افـزودن گرافیـت در مخلـوط8Al- 6TiO2-4MgO منجر به تشکیل محلول جامدTi(C,N) می شود و با افزایش میزان گرافیت دانسیته بالـک کـاهش و تخلخـلظاهری نمونه افزایش می یابد [7]. تأثیر افزودن 3α- Al2O بر کامپوزیت MgAl2O4-TiN نشان داده که بـا افـزایش مقـدار -α3Al2O، به دلیل تشکیل اسپینل غنی از آلومینا پارامتر شبکه اسپینل کاهش مییابد [7]. تأثیر نوع کربن و دما در سیـستم8Al-
6TiO2-4MgO به منظور تشکیل کامپوزیتMgAl2O4-Ti(C,N) به ویژه در بستر کک در منـابع کمتـر مـورد بررسـی قـرارگرفته است که در این تحقیق به موضوع فوق پرداخته شده است.
2- فعالیتهای تجربی
در انجام این پروژه از مواد اولیهای چون پودر آلومینیوم صنعتی (خلوص 98%، انـدازه ذرات زیـر 45 میکرومتـر)، تیتانیـای مـرک(Merck 1008081000) (خلوص 99%، μm3)، منیزیای مرک (Merck1058621000)، دوده کربن (شرکت ایران کربن بـانام تجاری 6-V)، شکر خوراکی و رزین نوالاک استفاده شد. جدول 1 آنالیز شیمیایی مواد مورد استفاده را نشان می دهد.
جدول 1- آنالیز مواد اولیه (درصد وزنی)
MgO TiO2 Fe2O3 CaO نوع ماده اولیه
>98 – 0/05 1 منیزیای مرک
– >99 <0/055 – تیتانیای مرک
برای تهیه کامپوزیتهایMgAl2O4-Ti(C,N) به روش آلومینوترمی، مواداولیه شامل پودر آلومینیم، تیتانیـا، منیزیـا مطـابق بـانسبت استوکیومتری معادله 1 با هم مخلوط و آسیاب شدند [8،7].
8Al+6TiO2+4MgO+3N2 = 4(MgO.Al2O3) + 6TiN
نیتروژن موجود در معادله (1) از بستر کک تأمین میشود. همان طور که می دانـیم هـوا شـامل %21، اکـسیژن و %79، نیتـروژن میباشد. در بستر کک معادله (2) اتفاق می افتد و پیوسته گاز CO و 2N تشکیل میشود [9].
2C(s) + N2(g) + O2(g) = 2CO(g) + N2(g)
سه نوع نمونه با ترکیب استوکیومتری و مطابق با معادله 1 تهیه شد: نمونه (1) بدون افزودنی با کدEB که حاوی مخلوط پودریMgO ،Al و 2TiO مطابق درصد وزنی جدول 2 میباشد. نمونه (2) حاوی افزودنی دوده کربن با کدEC کـه مقـدار 10% دوده کربن به عنوان افزودنی به ترکیب استوکیومتری معادله 1 اضافه شده است مطابق برخی از منابع این مقدار کربن میتواند محیطاحیایی قوی در درون نمونه ایجاد کند [10]. نمونه (3) با کدES که از 67/66% شکر (محلول 30% در آب ) که مقدار 10% کربن باقی مانده ایجاد می کند، به جای دوده کربن استفاده شد. نحوه آماده سازی نم ونههای حاوی شکر بـدین صـورت بـود کـه ابتـداgr30 شکر درcc 70 آب داغ (30% شکر) به خوبی حل شد و به مقدار 2TiO برابر با مقدار استفاده شده در نمونههایEB وEC به محلول اضافه شد و به هم زده شد سپس محلول در خشککن در دمایºC 120 خشک گردید. مـواد خـشک شـده از ظـرفتراشیده شدند و با مقدارهای ذکرشده ی پودرهایAl و MgO مخلوط شد و قبل از شکل دادن پرس به منظور تبدیل شـکر بـهکربن در دمای ºC300 حرارت داده شدند.
جدول 2- فرمولاسیون نمونه های تهیه شده به روش آلومینوترمی (درصد وزنی)
شکر دوده کربن Al MgO TiO2 کد نوع نمونه
25/33 18/67 56/00 EB بدون افزودنی 1
10/00 25/33 18/67 56/00 EC با افزودنی دوده کربن 2
66/67 – 25/33 18/67 56/00 ES با افزودنی شکر 3
مراحل کلی تهیه نمونهها در چارت شکل 1 آورده شده است. مخلوطهای پودری تهیه شده با 3% رزین نـوالاک مخلـوط شـده وپس از گذراندن مرحله پیرسازی (aging) مقدار 5/1 گرم پودر در قالب با قطرmm 10 و ارتفاعmm 10 تحت پرس تک محور بافشار MPa 100 قرار گرفت.

شکل 1- مراحل ساخت و مطالعه نمونه ها
نمونهها پس از خشک شدن در بستر کک در بوته سربسته قرار داده شدند، سپس در کوره الکتریکی قـرار گرفتنـد و در دماهـای1200، 1400 و 1600 درجه سانتیگراد و زمان نگهداریh 3 تحت عملیات حرارتی قرار گرفتند. برای آنالیز فـازی از روش پـراشپرتو ایکس استفاده شد . آنالیزXRD توسط دستگاه دیفراکتومترPHILIPS مـدلPW1800 بـا هـدف مـس ((CuKα، فیلتـرنیکل و ولتاژ کاربردیKV 30 و سرعت Sec/° 02/0 گرفته شد. به منظـور بررسـی ریزسـاختاری ابتـدا نمونـههـای مناسـبی از نمونههای بعد از عملیات حرارتی انتخـاب شـدند. سـپس توسـط دسـتگاه میکروسـکوپ الکترونـی شـرکتTE SCAN مـدلVEGAIIXMU مورد مطالعه ریزساختاری قرار گرفتند. میکروسکوپ مجهز به آشکارسـاز آنـالیز عنـصریEDS بـود. پـارامترشبکه با در نظر گرفتن ساختمان مکعبی از رابطه 3 و 4 با استفاده از الگوی XRD محاسبه شد .
2dsinθ = n λ (3) a = λ (√(h2 + k2 + l2)) / 2sinθ (4)
که در این روابط a پارامتر شبکه، λ طول موج اشعه ایکس، k ،h و l اندیسهای میلر و θ نصف زاویه θ2 به درجه می باشد.
3- نتایج و بحث
الگویXRD نمونههای بدون کربن پخت شده در دماهای مختلـف در شـکل (2) نـشان داده شـده اسـت. در دمـایºC 1200 فازهای 25MgAl2O4, Mg4Al2Ti9O به عنوان فازهای اصلی و فازهای کوراندوم و روتایل به عنوان فازهای فرعـی شناسـاییشـدند. همپوشـانی پیـک هـای 25Mg4Al2Ti9O و 5MgTi2O تـشخیص آنهـا را از هـم مـشکل مـی سـازد، بنـابراین یـا فـاز MgTi2O5(MT) و یا فاز Mg4Al2Ti9O25(MAT) و یا هردوی آنها تشکیل شده است ولـی احتمـال تـشکیلMAT بیـشتر میباشد. از آنجاییکه افزودنMgO به تیالیت موجب افزایش پایداری تا حدود 80 سـاعت نـسبت بـه نمونـه خـالص مـیگـرددبنابراین از نظر سینستیکی فاز MAT از فاز MT پایدارتر بوده بنابراین احتمال تشکیل آن بیشتر است [11].

شکل 2- الگوی XRD نمونه بدون افزودنی (EB) سنتز شده در دماهای °C1200، 1400 و 1600 به مدت h3 به روش آلومینوترمی
سیستم مورد مطالعه دارای ذراتC ،MgO ،TiO2 ،Al می باشد. C در نمونه بدون افزودنی کربن از رزین، در نمونه بـا افزودنـیکربن از دوده کربن و رزین و در نمونه شکری از رزین و باقیمانده حاصل از شکر حاصل میگردد. اتمسفر حاوی گازهـایCO و2N میباشد. در این حالت با حرارت دادن در دمایAl ،670ºC ذوب میشود و پس از شکافتن پوسته اکسیدی خود مابین ذراتمختلف جاری می شود. در این صورتAl می تواند 2TiO را احیا کند و آن را تبدیل بهTiO2-x مثل 5TiO ،Ti3O وTi کـرده وخود تبدیل به 3Al2O می شود. فاز 25Mg4Al2Ti9O محلول جامد 5MgTi2O در 5Al2TiO است کـه بـا نـسبت مـولی 4 بـه 1 حاصل شده است و به صورت(MAT) نمایش داده میشود [12]. با افزایش دما محیط احیاییتر شده و 2TiO بیـشتری توسـطAl یا کربن یا محیط گازیCO احیا میشود و در نتیجه واکنش میانMgO و 3Al2O موجب تشکیل 4MgAl2O می شـود. از طرف دیگر 2TiO به اکسیدهای پایی نتر احیاشده وTinOm تشکیل داده است،TinOm با 2N وCO موجـود در محـیط احیـاییواکنش داده و تشکیلTiN می دهد، سپس کربن پسماند از رزین و گازCO ناشی از محیط احیایی وارد ساختارTiN می شـود وجانشین نیتروژن میگردد بدین ترتیب تشکیل محلول جامد (Ti(CX,N1-X میدهد [9].

شکل 3- الگوی XRD نمونه حاوی افزودنی کربن (EC) سنتز شده در دماهای °C1200، 1400 و 1600 به مدت h3 به روش آلومینوترمی
شکل 3 الگوی XRD نمونـه هـای حـاوی 10 درصـدوزنی افزودنـی کـربن بـه صـورت دوده(carbon black) را بـه ترکیـباستوکیومتری8Al-6TiO2-4MgO و چسب رزینی در بستر کک را در دماهای مختلـف نـشان مـی دهـد . در اینجـا هـم ماننـدنمونه های بدونکربن در دمای°C 1200 فازهای اسپینل 4MgAl2O و 25(MAT) Mg4Al2Ti9O و پیکهای شاخص هـستند،همچنین شدت پیکهای اسپینل نسبت به نمونه های بدون کربن بیشتر و پیک های MAT کاهش یافتهاست.
با افزایش دما تا°C 1400 تأثیر افزودن کربن بیشتر مشخص می شود به طوری که کاهش شـدت پیـک هـایMAT و افـزایششدت پیک های اسپینلMA شدیدتر شده و پیکهایTiC وTiN نمایان مـیشـوند تـا اینکـه در دمـای°C 1600 کامپوزیـتکاملی از اسپینلMA وTi(C,N) وجود دارد و پیک دیگری در حد شناسایی اشعهX دیده نمی شـود . تـشکیل کامپوزیـتهـایاکسید/غیراکسید به دلیل وجود یک لایه بسیار نازک سطحی اکسیدی بر روی فاز غیراکسیدی امکانپذیر میباشد. در کامپوزیتMgAl2O4-Ti(C,N) احتمال تشکیل فازهای اکسی کاربیدی یا اکسی نیتریدی بر روی ذراتTi(C,N) وجود دارد ولیکن بـهدلیل کم بودن میزان آنها امکان شناسایی با XRD وجود ندارد.
وقتی دما از نقطه ذوبAl تجاوز میکند، مذابAl در زمینه پخش میشود، انتظار می رود 2TiO توسطAl احیا شود ولی این کـار زمانبر است به طوری کهAl2OC ،Al2O3 ،Ti ،TiO2-x و غیره عملاً وجود دارند، بنابراین احتمال واکنش فازهای فوق باMgO ، کربن افزوده شده و 2N حاصل از اتمسفر وجود دارد، به طوری که در ابتدا اسپینل MA، فاز تیتانات آلومینیم منیزیم TiN ،(MAT) و غیره تشکیل میگردد. وجود کربن اضافی در اینجا نقش مثبت دارد زیرا خود به عنوان یک عامل احیـا، باعـث احیـای کربـوترمی2TiO میشود و در تشکیل TiC یا Ti(C,N) نیز نقش دارد. با افزایش زمان یا دما یا هردو به دلیل تشدید حالت احیا و تبدیل 4+Ti به ظرفیتهای پایین ساختارMAT یا 5MgTi2O ناپایدار میگردد، بنابراین با تجزیه آن اسپینل یا محلـولجامـد اسـپینل تـشکیل میگردد و تشکیلTiN وTiC و در نهایت محلول جامد مابین آنها تشدید می شـود. مونوکـسیدکربن در اثـر واکـنش بـین اتمـسفراکسیژن و گرانول های کربن موجود در بستر کک بوته سربسته و همچنین احیای 2TiO به صورت واکنشهای زیر ایجاد مـی شـود[8،4] و تأثیرMgO وAl بر فرایند احیا و تشکیل فازTiN وTi(C,N) مثبت میباشـد زیـراAl خـود عامـل احیـا کننـده 2TiO میباشد و بنابراین عامل مزاحمی در مسیر احیای 2TiO توسـط کـربن نمـیباشـد . منیزیـا(MgO) بـا مـصرف 3Al2O حاصـل ازاکسیداسیونAl با تشکیل فاز میانی تیتانات آلومینیوم منیزیم و همچنین فـاز نهـایی اسـپینل بـه دلیـل انبـساط حجمـی و ایجـادترک های مویی در نمونه ها می تواند مسیرهای جدیدی برای نفوذ گاز CO و در نتیجه احیای بیشتر 2TiO ایجاد کند.
4TiO2(s) + bC (s) → Ti4O7 (g) + CO (g)

3Ti4O7(s) + bCO (g) → 4Ti3O5 (s) + CO (g) Ti3O5 + 8C (g) → 3TiC(s) + 5CO (g) (7)

شکل 4- الگوی XRD نمونه حاوی افزودنی شکر (ES) سنتز شده در دماهای °C1200، 1300 و 1400 به مدت h3 به روش آلومینوترمی
الگویXRD نمونههای شکری در دماهای°C 1100، 1200 و 1300 در شکل 4 نـشان مـیدهـد کـه کامپوزیـت -4MgAl2OTi(C,N) در دمای°C 1400 تشکیل شده است . در اینجا به علت اینکه شـکر محلـول در آب بـا 2TiO مخلـوط شـد و سـپسخشک شد، بنابراین انتظار میرود یک لایه کربن حاصل از پیرولیز شکر روی سطح 2TiO ایجاد شود، یعنی سطح تمـاس 2TiO وC زیاد میشود و در نتیجه Ti(C,N) در دمای زیر °C1400 تشکیل شده است. حضور شکر به جای دوده سیاه باعـث کـاهشدمای سنتز شده و در°C 1400 فازهای 4MgAl2O و Ti(C,N) تشکیل شده اند یعنی دمای سنتز کامپوزیـت بـه انـدازه°C 200 کاهش یافته است. انتظار میرود پودرهایES دارای سطح ویژه بالایی باشند، که میتواند ناشـی از خـارج شـدن گـاز در حـینسوختن شکر باشد، که خود میتواند مسیر نفوذ گازهای 2N و CO حاصل از اتمسفر را نیز بیشتر کند .
مقدار کربن(x) موجود در محلولجامد (Ti(Cx,N1-x در سه نمونـه بـدون کـربن(EB) ، بـا کـربن(EC) بعـد از پخـت در دمـایºC1600 و نمونه شکری(ES) بعد از پخت در دمایºC 1400 در جدول 3 نشان داده شده است، همانطور که دیده میشود طبـقانتظار بیشترین مقدار کربن مربوط به نمونه های حاوی شکر و کمترین آن مربوط به نمونه بدون کربن است. برای محاسبه مقـدارx از رابطه (6) و محاسبه پارامتر شبکه (a) از روی پیکهای صفحات (111)، (200)، (220) و (331) از رابطه 3 و 4 استفاده شد.
(8) a=0/4235 + 0/007x(nm) در رابطه (8)، x مقدار کربن و a پارامتر شبکه می باشد.
جدول 3- پارامتر شبکه نمونه های بدون کربن (EB)، با کربن (EC) و شکری (ES) سنتز شده در °C1600 به مدت h3
کد نمونه دمای سنتز C)˚) (nm) Ti(Cx,N1-x) پارامترشبکه مقدار کربن در Ti(C,N)
EB 1600 0/4255 0/028
EC 1600 0/4260 0/357
ES 1400 0/4279 0/442
پارامترشبکه اسپینل در نمونه کربنی(EC) نسبت به نمونه بدون کربنی(EB) اعداد پایین تری (شکل 5) را نشان می دهد و ایـنموضوع می تواند حاصل دو پدیده باشد، یکی اینکه در حضور کربن 2TiO تمایل بیشتری بـه احیـا و تـشکیلTi(C,N) دارد تـااینکه وارد ساختار اسپینل شود و تشکیل محلول جامد دهد، و دیگری اینکه در حضور کربن به دلیل افزایش تـشکیل 3Al2O دراثر احیای 2TiO اسپینل غنی از آلومینا خواهد شد [13].

شکل 5- رابطه پارامتر شبکه اسپینل با دما در نمونه های بدون افزودنی کربن (EB) و با افزودنی دوده کربن (EC)
شکل6 تصاویرSEM نمونه هایEB در دمای°C 1600 را نشان میدهد. دو فاز به صورت تیره و روشن مـشاهده مـیشـود، بـاتوجه به الگوی پراش اشـعهX ، فـاز تیـره مربـوط بـه فـازTi(C,N) مـیباشـد و فـاز روشـن زمینـه اسـپینلMA اسـت . فـاز کربونیتریدتیتانیوم تشکیل شده از 2 تا 5 میکرومتر می باشد. با توجه به آنالیزEDS فاز تیره رنـگ، مقـداریTi در اسـپینل حـلشده است، که تصدیق کننده افزایش پارامتر شبکه اسپینل از مقدار استوکیومتری (A˚ 07/8) می باشد.

شکل 6- تصویر SEM نمونه بدون افزودنی سنتز شده در دمای a 1600°C) آنالیز EDS فاز تیره b ،Ti(C,N)) آنالیز EDAX فاز روشن
ریزساختار نمونه حاوی دوده کربن سنتز شده در°C 1600 در شکل 7 نشان می دهد که سیستم دو فازی می باشد که با توجـه بـهالگوی پراش اشعهX (شکل2)،Ti(C,N) و اسپینل بایستی در آن وجود داشته باشد. انتظار می رود دانـههـایTi(C,N) در اثـرنفوذ کربن و نیتروژن در ساختمان 2TiO هسته ها تـشکیل شـده باشـند. دانـه هـایTi(C,N) بـا انـدازه کـوچکتر از میکرومتـرآگلومره هایی تشکیل دادهاند.

شکل 7- تصویر SEM نمونه حاوی افزودنی دوده کربن سنتز شده در دمای °C1600
تصویر نمونه حاوی شکر پرس شده پس از پخت در دمـایES) 1600°C ) در شـکل 8 نـشان داده شـده اسـت کـه متخلخـلمی باشد که تخلخلها به دلیل تجزیه کربن و خروج مواد فرار میباشد. فازهای Ti(C,N) در همه جا توزیع شدهاند و روی زمینـهاسپینلی قرار گرفتهاند، که به علت ریزدانه بودن کربن ایجاد شده در اثر سوختن شکر میباشد، یعنی تشکیل درجـا کـربن باعـثریز شدن ذرات Ti(C,N) تشکیل شده، شده است.

شکل 8- تصاویر SEM و EDS نمونه حاوی افزودنی شکر سنتز شده در دمای °C1400
مقایسه تصاویر 7 و 8 نشان می دهد که به احتمال زیاد به دلیل ریزدانه تر بودن کربونیترید تیتانیوم های حاصله اتصال خوبی بـینذرات آن برقرار شده است.
4- نتیجهگیری
تشکیل پودر کامپوزیتیMgAl2O4-Ti(C,N) در نمونه های حاویMgO ،Al و 2TiO بدون افزودنـی و بـا افزودنـی دودهکربن در دمای °C1600 و در نمونه حاوی افزودنی شکر در دمای °C1400 در بستر کک رخ می دهد.
فازهای موجود در نمونه های فوق در زیر دمای°C 1400 شامل اسپینل 4MgAl2O، فاز تیتانات منیزیم و یا محلول جامد آن،روتایل و اکسیدهای فرعی تیتانیوم، کوراندوم و پریکلاز و احتمالاً جوانههای TiN میباشد.
در نمونه حاوی افزودنی دوده کربن (EC)، اسپینل تشکیل شده غنی از آلومینا بود.
میزان کربن در فازTi(C,N) در نمونه بدون افزودنی کربن بسیار کم 028/0=x می باشد که در نمونه حاوی شکر بـه حـدود
43/0 می رسد.
مراجع
.1 H. S. Tripathi, S. single, A. Ghosh, “Synthesis and densification behaviaur of magnesium
aluminate spinel: effect of Y2O3″, Ceramic international 35(2009), 2541-2544.
.2 Y. Chen, Y. Deng, H. Zhang, Z. Wang, J. Ma, “A novel and simple rout to synthesis
nanocrystallite titanium carbide via the reaction of titanium dioxide and different carbon source”, Material science and applications, 2(2011), 1622-1626.
.3 J. Ma, M. Wu, Y. Du, S. Chen, G. Li, J. Hu, “Synthesis of nanocrystalline titanium nitride at low temperature and its thermal stability”, Journal of Alloys and compounds, 476(2009), 603-605.
.4 Y. C. Woo, H. J. Kang, D. J. Kim. “Formation of TiC particle during carbothermal reduction of
TiO2″, Journal of the European Ceramic Society 27 (2007), 719–722.
.5 Li. Peijie, E. G. Kandalovaa, Nikitin, “In situ synthesis of Al–TiC in aluminum melt”, Materials
Letters 59 (2005), 2545 – 2548.
6. محمدرضا رحیمی پور و علی احمدی، “تأثیر تشکیل گرافیت بر خواص سایشی کامپوزیتFe-TiC حاوی 6 درصـد حجمـیکاربید تیتانیوم”، فصلنامه علمی پژوهشی مهندسی مواد مجلسی، سال سوم شماره اول، 1388، 29-36.
.7 Li. Yuanbing, Li. Nan, R. Guozhi, Li. Jianwei, Li. Xiaohui, “Effects of technical factors on MgAl2O4–TiN composites produced by aluminothermic reduction and nitridation”, Materials and Design 28 (2007), 969–972.
.8 Li. Yuanbing, Li. Nan, R. Guozhi, Li. Xiaohui, “Reaction path in the aluminothermic reduction nitridation reaction to synthesize MgAl2O4/TiN composite”, Ceramics International 31(2005), 825–829.
.9 Xilai Chen, Yuanbing Li , Yawei Li, Jiong Zhu, Shengli Jin, Lei Zhao, Zhongxing Lei, Xueqin Hong, “Carbothermic reduction synthesis of Ti(C, N) powder in the presence of molten salt”, Ceramics International 34 (2008), 1253–1259.
.01 R. Naghizadeh, F. Golestsni-fard, H. R. Rezaie, “Stability and phase evolution of mullite in reducing atmosphere”, Materials characterization 62(2011), 540-544.
.11 V. Buscaglia, “Decomposition of Al2TiO5 and Al2(1-x)Mg(1+x)O5 Ceramics”, J. Am. Ceram. Soc. .3562-5462 ,)8991(]01[18
.21 S. Jayanthi., T. R. N. Kutty, “Microwave dielectric properties of Mg4Al2Ti9O25 ceramics”,
Materials Letters 62(2008), 556–560.


پاسخ دهید