پديد آورنده :
فرهادي، حميدرضا
عنوان :
توليد و مشخصه يابي نانو كامپوزيت مولايت – اسپينل آلومينات منيزيم درجا به روش فعالسازي مكانيكي
مقطع تحصيلي :
كارشناسي ارشد
محل تحصيل :
اصفهان: دانشگاه صنعتي اصفهان، دانشكده مواد
صفحه شمار :
سيزده، ۷۰ص.: مصور، جدول، نمودار
استاد راهنما :
رحمت‌الله عمادي
توصيفگر ها :
مولايت , اسپينل , نانو كامپوزيت , فعالسازي مكانيكي
استاد داور :
مهدي احمديان، مسعود پنجه پور
تاريخ ورود اطلاعات :
1397/07/11
چكيده فارسي :
چكيده مواليت يكي از تركيبات مهم سراميكي است كه به علت دارا بودن خواص ويژهاي همچون مقاومت به شوك حرارتي باال جايگاه ويژهاي را در بين مواد مهندسي پيدا كرده است ولي مشكالتي نظير قابليت زينتر پذيري كم و چقرمگي پايين آن بهعنوان عامل محدودكننده در كاربرد وسيع اين سراميك مطرح است يكي از مؤثرترين روشهاي بهبود خواص مكانيكي سراميكها اضافه كردن فاز ثانويه و توليد كامپوزيت است اسپينل آلومينات منيزيم يكي از سراميكهاي اكسيدي است كه با دارا بودن خواصي منحصربهفرد و نيز استحكام مكانيكي باال ميتواند نامزدي عالي براي تقويت فاز مواليت باشد نياز به دماهاي باال براي تشكيل هر دو فاز مواليت و اسپينل عامل ديگري است كه در مسير توليد هر دو فاز مطرح است بنابراين هدف از پژوهش حاضر تهيه و مشخصه يابي نانو كامپوزيت مواليت اسپينل به روش فعالسازي مكانيكي و بررسي شرايط بهينه توليد ميباشد مواد مورد استفاده در اين پژوهش شامل پودرهاي آلوميناي فعال تالك صنعتي ناخالص و تالك آزمايشگاهي خالص است مواد اوليه با نسبت مولي منطبق بر تركيب كامپوزيت مواليت اسپينل آسياب كاري شده و سپس تحت عمليات حرارتي قرار گرفت تأثير عوامل مختلف ازجمله زمان و شرايط فعالسازي دماي عمليات حرارتي و استفاده از پودرهاي اوليه صنعتي و آزمايشگاهي بر ساختار فازي و اندازه كريستاليت هاي كامپوزيت توليدي بررسي شد از تكنيكهاي مختلفي براي ارزيابي و مشخصه يابي محصوالت توليدي استفاده شد از تكنيك پراش پرتوايكس XRD بهمنظور بررسي ساختار فازي و تأثير حضور فازهاي مطلوب در تركيب بهدست آمده و از آناليز حرارتي همزمان STA براي ارزيابي حرارتي محصول توليدي استفاده شد بهمنظور بررسي مورفولوژي و توزيع اندازه ذرات و آگلومره هاي پودرهاي اوليه و توليدي از ميكروسكوپ الكتروني روبشي SEM استفاده شد همچنين مورفولوژي و اندازه كريستاليت هاي پودر كامپوزيت نانو ساختار به كمك ميكروسكوپ الكتروني عبوري TEM ارزيابي شد از آناليز عنصري با تفكيك انرژي پرتوايكس EDS جهت بررسي فازهاي مواليت و اسپينل توليد شده مورد استفاده قرار گرفت با توجه به آزمونهاي صورت گرفته نتايج نشان داد كه عدم خلوص مواد اوليه موجب به تعويق افتادن تشكيل تركيب مواليت به دماهاي باالتر و سبب تشكيل تركيب فورستريت در ساختار ميشود همچنين نتايج نشان داد با تغيير پارامترهاي فعالسازي مكانيكي ازجمله تغيير نسبت گلوله به وزن از 27 7 به 52 7 و استفاده از گلولههاي با اندازههاي مختلف و تغيير سرعت دستگاه آسياب از 229 دور بر دقيقه به 259 دور بر دقيقه ميتوان زمان فعالسازي مكانيكي را از 227 ساعت به 27 ساعت كاهش داد نانو كامپوزيت مواليت اسپينل با 27 ساعت فعالسازي مكانيكي پودرهاي آلوميناي فعال و تالك خالص و 9 ساعت عمليات پخت بعدي در دماي 2297 درجه سانتيگراد با اندازه دانههاي29 و 22 نانومتر به ترتيب براي فازهاي مواليت و اسپينل حاصل شد كلمات كليدي مواليت اسپينل نانو كامپوزيت فعالسازي مكانيكي
چكيده انگليسي :
Synthesis and characterization of Insitu mullite Magnesium aluminate Spinel Nanocomposite by Mechanicl Activation Method Hamid Reza Farhadi Hrfarhadi90@yahoo com July 25 2018 Department of materials Enginearing Isfahan University of Technology Isfahan 84156 83111 IranDegree M Sc Language PersianSupervisor R Emadi remadi@cc iut ac ir AbstractMullite is one of the most important ceramics that show high thermal shock resistance However the application of mullite is limited by low sinterability formation at hightemperature and low ductility One of the methods for improving mechanical property ofmullite is to add a secondary phase Magnesium aluminate spinel is one of the oxide ceramicsthat with its unique properties such as high mechanical strength it can be used to strengthenthe mullite phase The need for high temperatures to form both the mullite and spinel phasesis another factor in the production path of both phases So the purpose of this study wassynthesis and characterization of mullite magnesium aluminate spinel composite bymechanical activation and review the optimal production conditions The material used inthis study was activated alumina and talc As received materials were mixed according tostoichiometric ratio and then heat treated to form mullite magnesium aluminate spinelcomposite The effect of activation time heat treatment temperature and using of industrialtalc on the phase transformation and crystallite size of the composite were investigated Various techniques were employed to evaluate and characterize the produced product Toevaluate the phase structure and support of appearance of desirable phases in obtainedcomposition X ray diffraction XRD technique was used Thermal gravimetry analysis TGA was used to evaluate the thermal behavior of produced product To investigate themorphology and particle size distribution of starting and obtained powders scanningelectron microscopy SEM was employed Also morphology and crystallite sizenanocrystalline composite powders were characterized by transition electron microscopy TEM Energy dispersive X ray EDX was used to detect the elemental change in differentphases The result showed that lack of purity in raw materials causing delayed the formationof the mullite at higher temperatures and the formation of forsterite in the structure Also theresult showed that by changing the mechanical activation parameters including increasingthe bulled to weight ratio using different sized pellets and increasing the rolling speed of themill the mechanical activation time can de decreased from 100 h to 10 h The mullitemagnesium aluminate spinel nanocomposite was successfully synthesized with a crystallitesize of mullite 30 nm and spinel 20 nm after 10h of mechanical activation and 3h heattreatment of activated alumina and pure talc at 1300 C Key words Mullite Spinel Mechanical Activation Nano Composit
استاد راهنما :
رحمت‌الله عمادي
استاد داور :
مهدي احمديان، مسعود پنجه پور
