ای ریپورت

مقدمه :

آلياژهاي آلومينيوم جزء مواد پركاربرد درصنايع هوافضا و اتومبيل مي باشند . زيرا اين آلياژها داراي خواص خوبي مانند مقاومت به خوردگي ، شكل پذيري و خواص مكانيكي خوب هستند ولي آلياژهاي آلومينيوم تجاري در دماي بالاتراز 200-300ºC  بطورمحسوسي استحكامشان را از دست مي دهند و دركاربردهاي ساختماني ناپايدار و غيرقابل استفاده مي شوند كه اين دما به تركيب و ساختار آلياژ بستگي دارد . تحقيقات گسترده در مورد كاربردهاي آلياژهاي آلومينيوم بواسطه استحكام دهي بالاي آنها در دماي 600ºC  توسعه پيدا كرده است .[27]

آلياژسازي مكانيكي (Mechanical Allay)  MA آلياژهاي Al-Ti انتخاب خوبي براي اكثر كاربردها هستند زيرا بعلت وجود ذرات ريز Al-Ti و اكسيدها و بيدها مقاومت خوبي را در دماهاي بالاتر از 600ºC   نشان مي دهد . استحكام در دماي بالا همراه با چگالي كم ، آلياژهاي Al-Ti را قابل رقابت با موادي مانند تيتانيم و آلياژهاي پايه نيكل مي كند . ولي انعطاف پذيري كم در دماي اتاق باعث شده استفاده عمومي از آنها محدود شود [28,29]  ساختار نانوكريستال مي تواند تنها دليل افزايش همزمان سختي و انعطاف پذيري (ductility)  باشد . 

براي افزايش انعطاف پذيري (duetility)  به خوبي استحكام در دماي اتاق براي آلياژ Al-Ti ما مي توانيم ار روش آلياژسازي مكانيكي براي تهيه ساختار نانوكريستال استفاده كنيم زيرا در اين روش اندازه ذرات پودر درحد نانومتر كاهش مي يابد .

مواد نانوكريستال بعنوان يكي از پربهره ترين مواد در دهه اخير مطرح شده اند به سبب اينكه آنها خواص مفيد و بالقوه اي براي كاربردهاي مختلف دارند كه وابسته به اندازه بي نهايت ريزدانه ها است [30,32] و مواد بصورت پودر زماني مي توانند يك ماده با ساختار نانوكريستال با سودهي مناسب را توليد كنند . كه سايز ذرات آنها در حد نانومتر باشد [33] .

در آزمايشات گذشته [34] پودر نانوكريستال آلياژ Al-Ti بطور موفقيت آميزي بوسيله آسياب گلوله اي واكنش دار(RBM)  (Reactive ball Milling) در اتمسفر هيدروژن تركيب شده بود و يك نوع ساختار نانومتري كه شامل Al با اندازه اي درحد نانومتر و همچنين ذرات نانومتري TiH2 را به بوجود آورده بود . در ابتدا آسياب كردن ، TiH2 تشكيل شده و زمان تشكيل ساختار را 1 تا 3 ساعت كمتر كرده است [35].

1- جزئيات آزمايشات

1-1 آسياب گلوله اي واكنشي و مشخصات پودر آسياب شده . 

پودر آلومينيوم خالص (99.5% , - 325mesh  خلوص) و تيتانيم (99.9% , - 325mesh خلوص) با تركيب شيميايي Al-5% at Ti باهم تركيب مي شوند . RBM يك آسياب گلوله اي بزرگ با انرژي زياد است و داراي ظرفيت 7.81  تحت اتمسفر هيدروژن     مي باشد شرايط آسياب كردن بوسيله اثري كه بر روي ساختار نانوكريستال آلياژ Al-Ti  دارد تعيين مي شود [8] زمان آسياب كردن و سرعت آسياب كردن بترتيب 30 ساعت و 250 rpm مي باشد وزن نهايي پودر 200gr و نسبت گلوله هاي آسياب به پودر 65:1.2wt%?  مي باشد عامل كنترل كننده فرآيند استريك اسيد (CH3 (CH2)16 COOH) مي باشد كه اضافه مي شود . قبل از شارژ كردن محفظه آسياب با گاز هيدروژن ، محفظه بايد بوسيله Rotary Pump خلاء بشود ( درحدود 10-3 torr ) . [36] 

پودرهاي آسياب شده بعد از طي مرحله آسياب به 200 mesh  مي رسند بعد از طي اين مراحل آزمايشاتي بوسيله TEM , SEM , XRD بر روي پودر انجام شد و مشاهده شد اندازه دانه ها كه بوسيله TEM اندازه گيري شده بود با داده هاي تئوري از XRD مطابقت داشت . دماي تجزيه TiH2 و تشكيل Al¬3 Ti  بوسيله نمودار DSC در نرخ حرارت دهي 10-3k/s  و درحضور اتمسفر آرگون محاسبه شدند . بعد از عمليات حرارتي تغييرات ريزساختار و اندازه دانه با نتايج بدست آمده از TEM , XRD اختلاف داشت . [26]