نشریه علمی پژوهشی مواد پیشرفته در مهندسی

هدف از این پژوهش، ارزیابی اثر عوامل کیلیت‌شونده گلیسیرول (کیلیت‌شونده سه‌دندانه‌ای،GLY) و اتیلن دی‌آمین (کیلیت‌شونده دودندانه‌ای، en) بر ریخت و تغییرات فازی نانوذرات اسپینل سنتز شده به‌روش سل - ژل است. مشخصه‌یابی نمونه‌ها با پراش پرتو ایکس (XRD)، میکروسکوپ الکترونی روبشی گسیل میدانی (FESEM) مجهز به طیف‌سنج تفکیک انرژی پرتو ایکس (EDX) انجام شد. نتایج فازیابی نمونه‌ها نشان داد که هر دو نمونه سنتز شده با عوامل GLY و en دارای فاز مکعبی اسپینل بودند. نمونه سنتز شده با اتیلن دی‌آمین دارای ریخت هرمی‌شکل و اندازه ذره در محدوده 55-50 نانومتر بود، درحالی ‌که نمونه تهیه شده با گلیسیرول دارای ریخت کروی با اندازه ذرات کوچک‌تر در محدوده 25-20 نانومتر بود. درنهایت، سازوکار پیشنهادی برای تغییرات ریخت نانوذرات اسپینل مورد بحث قرار گرفت.

در پژوهش حاضر، تأثیر افزودن Si₃N₄ بر ریزساختار، سختی و ضریب اصطکاک و نرخ سایش آلیاژ NiCrAlY بررسی‌ شده است. خصوصیات ساختاری و مکانیکی نمونه‌های تولیدی توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی، دستگاه پراش‌سنج پرتو ایکس، دستگاه سختی‌سنجی ویکرز ارزیابی شد. ابتدا پودر  Si₃N₄ به مقادیر 1، 3 و 5 درصد وزنی با پودر NiCrAlY به مدت 2 ساعت در آسیاب مکانیکی با یکدیگر مخلوط شدند؛ در ادامه مخلوط‌های پودری در دمای 1100 درجه سانتی‌گراد تحت عملیات تف‌جوشی پلاسمای‌جرقه‌ای (SPS)، قرار گرفتند. نتایج حاصل از الگوی پراش‌ پرتو ایکس، نشان می‌دهد نمونه‌های تولیدی از دو فاز محلول جامد Ni(Cr)-وγ و ترکیبات بین فلزی NiAl-وβ تشکیل ‌شده است. نتایج سختی‌سنجی نشان می‌دهد که با افزودن 1 درصد Si₃N₄ به NiCrAlY، سختی نمونه از 418 به 614 ویکرز افزایش می‌یابد. همچنین، نمونه مقاومت به سایش (mg/m)10^-5و× 1/42 از خود نشان می‌دهد؛ اما با افزایش درصد وزنی Si₃N₄ در نمونه 1 به 5 درصد وزنی، سختی از 614 به 543 ویکرز کاهش می‌یابد.