پديد آورنده :
پورشمسي، اكبر
عنوان :
توليد و مشخصه يابي قطعات سراميكي اسپينل آلومينات منيزيم به روش زينترينگ پلاسماي جرقهاي
مقطع تحصيلي :
كارشناسي ارشد
گرايش تحصيلي :
شناسايي و انتخاب مواد
محل تحصيل :
اصفهان: دانشگاه صنعتي اصفهان، دانشكده مواد
صفحه شمار :
چهارده، ۸۹ص.: مصور، جدول، نمودار
استاد راهنما :
رحمت‌الله عمادي، حميدرضا سليمي جزي
استاد مشاور :
امير الحاجي
توصيفگر ها :
سراميكهاي شفاف , اسپينل , آلومينات منيزيم , ريختهگري دوغابي , زينترينگ پلاسماي جرقهاي
استاد داور :
مسعود پنجه پور، فتح الله كريم زاده
تاريخ ورود اطلاعات :
1397/01/18
چكيده فارسي :
1 چكيده در ميان سراميكهاي شفاف اسپينل آلومينات منيزيم به دليل ويژگيهاي منحصربهفردي كه دارد امروزه بسيار موردتوجه قرار گرفته است عواملي همچون اندازهي دانه تخلخلها و ناخالصي كربن ميتوانند بر روي كيفيت و ميزان شفافيت اين سراميكها اثرگذار باشند تأثير اندازهي دانه تاكنون مطالعه شده و با استفاده از شكلدهي به روش ريختهگري دوغابي مشكالت مربوط به تخلخلها برطرف شده است اما چالش اصلي نمونههاي ساختهشدهي نهايي تيرگي رنگ و حضور ناخالصي كربن در آنهاست بنابراين هدف از اين پژوهش شناسايي علت حضور كربن در ساختار قطعات اسپينلي و انجام اقدامات الزم جهت جلوگيري از نفوذ و يا خروج آن از قطعات است در ميان روشهاي مختلف شكلدهي ريختهگري دوغابي به دليل هزينهي پايين و توزيع مناسب تخلخلها يك روش مناسب محسوب ميشود جهت ريختهگري دوغابي پودر اسپينل محلول 06 درصد وزني بار جامد پودر و آب تهيه شد و براي آگلومره زدايي بر روي آسياب گلولهاي قرار گرفت با استفاده از مقادير مختلف پراكنده ساز دوالپيكس خواص رئولوژيكي محلول بررسي شد بررسيها نشان داد كه براي مادهي پراكنده ساز يك مقدار بهينه وجود دارد كه ويسكوزيته ي محلول در آن كمترين مقدار است مقدار بهينهي پراكنده ساز بين 5 0 تا 1 درصد و زمان بهينهي آسياب كاري جارميل مدتزمان 84 ساعت بوده است نمونههاي خام بعد از ريختن دوغاب در قالب و تهنشيني نانوذرات پودر تشكيل شد و پس از محاسبهي دانسيته ي خام تحت فرآيند زينترينگ پالسماي جرقهاي در دماهاي 0031 0041 0051 و 0061 درجه سانتيگراد قرار گرفتند مشخصه يابي قطعات نهايي نشان داد كه در ميان دماهاي مختلف زينترينگ نمونههايي كه در دماي 0041 درجه سانتيگراد قرار گرفته بودند ويژگيهاي ساختاري و اپتيكي بهتري را داشتند اما مشكل اساسي حضور ناخالصي كربن در ساختار قطعات نهايي بود كه موجب تغيير رنگ و كاهش شفافيت نمونهها ميشد جهت خروج كربن از ساختار نمونهها پس از زينتر در كوره قرارگرفته و آنيل شدند مقايسهي تصاوير ميكروسكوپي و نمودارهاي عبور نمونههاي آنيل شده نشان داد كه شرايط بهينهي آنيل مدتزمان 5 ساعت در دماي 0021 درجهي سانتيگراد است آنيل نمونهها پيش از فرآيند زينترينگ نيز نتايج مطلوبي را در پي داشت با آنيل نمونهها قبل از فرآيند زينترينگ به مدت 2 ساعت در 009 درجهي سانتيگراد ميزان عبور در ناحيهي مادونقرمز تا 51 و در ناحيهي مرئي تا 01 درصد افزايش يافت استفاده از فويل تانتالم بهجاي فويل گرافيتي در دستگاه زينترينگ پالسماي جرقهاي تأثير چنداني بر كاهش آلودگي كربني و همچنين بيرنگي نمونهها نداشت اما حضور مقاديري از ليتيم فلورايد در نمونههاي خام باعث خروج كربن و تغيير رنگ نمونههاي نهايي شد بهطوركلي ميتوان نتيجه گرفت كه با استفاده ازآنيل نمونهها قبل و بعد از فرآيند زينترينگ و همچنين استفاده از مادهي افزودني ليتيم فلورايد كربن از ساختار نمونهها خارج شده و مشكل آلودگي كربني و تيرگي نمونهها تا حد زيادي برطرف ميشود كلمات كليدي سراميكهاي شفاف اسپينل آلومينات منيزيم ريختهگري دوغابي زينترينگ پالسماي جرقهاي
چكيده انگليسي :
90 Preparation And Characterization Of Alumina Magnesia Spinel Ceramic Parts By Spark Plasma Sintering Akbar Pourshamsi Email address a pourshamsi@ma iut ac ir Date of Submission Department of Materials Engineering Isfahan University of technology Isfahan 84156 8311 IranDegree M Sc Language FarsiSuperviser s Name Rahmatollah Emadi Professor remadi@cc iut ac ir And Hamid Reza Salimi Jazi Associate Professor hrjazi@cc iut ac ir Adviser s Name Amir Al Haji MSc a alhaji@ma iut ac irAbstractAmong transparent ceramics Magnesium aluminate spinel has payed attention because ofits Exclusive Properties Factors such as grain size porosity and carbon impurities can affectthe quality and transparency of these ceramics The effect of grain size has been studied andthe problems of porosity have been solved by using slip casting method but the mainchallenge in the final samples is the color darkness and the presence of carboncontamination Therefore the purpose of this research is to identify the cause of the presenceof carbon in the structure of spinel parts and to take the necessary steps to prevent itsdiffusion or removing it from the parts Among the different shaping methods Slip castingis a suitable shaping method because of the good pore distribution and its low cost For slipcasting of spinel powder the 60 wt solid load solution of water and powder was preparedand stayed on jar mill for Removing the Agglomerates the Rheological properties of spinelpowder was studied at different amounts of dispersal Dollapix CE 64 It was found that thereis an optimum amount of dispersant at which the viscosity becomes minimum The optimumvalue of dispersant ranges from 0 5 to 1 wt and the optimum time for jar milling was 48hours Raw samples were prepared after casting the slurry and precipitation of nanoparticles The raw density was calculated and the samples were sintered by spark plasma machine Characterization of the final parts sintered at 1300 1400 1500 and 1600 centigrade degreeshowed that the samples sintered at 1400 c have a better optical and structural properties The main problem of the samples was the presence of carbon impurities that influenced ontransparency and color To take out the carbon impurities from structure the samples wereannealed after sintering The optimum annealing time was 5 hours at 1200 c Pre annealingof the samples also had some desirable results By annealing them before sintering at 900 cfor 2 hours the transmission was increased 15 at infrared area and 10 at visible wavelength area Using tantalum foil instead of graphite foil in spark plasma mechanism didn thave much effect on carbon contamination and discoloration of ceramic parts but thepresence of some lithium fluoride in green bodies led to carbon emission and changed thecolor of final parts Generally it can be concluded that by annealing the samples before and
استاد راهنما :
رحمت‌الله عمادي، حميدرضا سليمي جزي
استاد مشاور :
امير الحاجي
استاد داور :
مسعود پنجه پور، فتح الله كريم زاده
