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 ۵۵-۵۰ نانومتر بود، درحالی ‌که نمونه تهیه شده با گلیسیرول دارای ریخت کروی با اندازه ذرات کوچک‌تر در محدوده ۲۵-۲۰ نانومتر بود. درنهایت، سازوکار پیشنهادی برای تغییرات ریخت نانوذرات اسپینل مورد بحث قرار گرفت.

در پژوهش حاضر، تأثیر افزودن Si_۳N_۴ 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  Si_۳N_۴ به مقادیر ۱، ۳ و ۵ درصد وزنی با پودر NiCrAlY به مدت ۲ ساعت در آسیاب مکانیکی با یکدیگر مخلوط شدند؛ در ادامه مخلوط‌های پودری در دمای ۱۱۰۰ 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 ۱ درصد Si_۳N_۴ به NiCrAlY، سختی نمونه از ۴۱۸ به ۶۱۴ ویکرز افزایش می‌یابد. همچنین، نمونه مقاومت به سایش (mg/m)۱۰^-۵و× ۱/۴۲ از خود نشان می‌دهد؛ اما با افزایش درصد وزنی Si_۳N_۴ در نمونه ۱ به ۵ درصد وزنی، سختی از ۶۱۴ به ۵۴۳ ویکرز کاهش می‌یابد.