نشریه علمی پژوهشی مواد پیشرفته در مهندسی

---

کاربید تیتانیم به عنوان استحکام بخشی مناسب برای تولید کامپوزیتهای ذره ای زمینه فلزی به کار می رود. یکی از مشکلات استفاده از این کاربید به عنوان استحکام بخش در کامپوزیتهای زمینه مسی، عدم ترشوندگی کاربید تیتانیم در سیستم Cu-TiC است. این خاصیت با کاهش نسبت کربن به تیتانیم در کاربید، بهبود می یابد. در این مقاله، روشی عملی برای بهبود توزیع ذرات کاربید تیتانیم در مس مذاب ارائه شده و برای این منظور بر نسبت C/Ti در کاربید تیتانیم تاکید شده است. مشاهده شد که نسبت C/Ti در مخلوط خام حاوی پودرهای تیتانیم و کربن، با این نسبت در کاربید پس از احتراق برابر است اما در مخلوط خامی که حاوی مس باشد، نسبت C/Ti در کاربید پس از احتراق بیشتر است. با توجه به ارتباط پارامتر شبکه کاربید تیتانیم با نسبت C/Ti در این کاربید و در مخلوط خام، نموداری رسم شد که از طریق آن می توان نسبت C/Ti در مخلوط خام را به این نسبت در کاربید ربط داد. در آلیاژسازهایی که حاوی 30 درصد وزنی مس بوده و نسبت C/Ti در مخلوط اولیه برابر 1 باشد. پس از احتراق، شبکه پیوسته ای از کاربید تیتانیم با نسبت 1C/Ti= به دست می آید که قابلیت پخش شدن در مس مذاب را ندارند. با کاهش این نسبت به 3/0، ذرات کاربید تیتانیم با نسبت 5/0 به دست می آید که به راحتی در مس مذاب پخش می شود. واژگان کلیدی: سنتز احتراقی، کاربید تیتانیم

---

در این مقاله خواص مکانیکی آلیاژ نیکل - تیتانیم متخلخل تولید شده به‌روش سنتز احتراقی حجمی (VCS) برای استفاده در جراحی استخوان بررسی شده است. رفتار تنش-کرنش آلیاژ از طریق آزمون کشش تک محوری مشخص شده، نمودار ابر کشسانی آلیاژ متخلخل با نمودار آلیاژ توپر سرد شده از دمای پایداری آستنیت مقایسه شده است. به‌علت حرکت نابجایی‌ها، افزایش تعداد محل‌های هسته گذاری و ریز شدن صفحات مارتنزیت در هنگام کار سرد، تغییر فرم پلاستیک و گلویی شدن آلیاژ با مواد عادی تفاوت اساسی دارد. تنش تسلیم و مدول الاستیک آلیاژ با درصد تخلخل آن رابطه غیرخطی دارد و از معادله‌های و پیروی می‌کند. نمودارهای تنش- کرنش آلیاژ نشان می‌دهد که حتی با وجود 30 درصد تخلخل، نمونه می‌تواند قبل از شکستن بیش از 6 درصد تغییر طول دهد. مقایسه سطوح شکست نمونه‌های سنتز احتراقی با نمونه‌های متالورژی پودر نشان‌دهنده تأثیر شدید فرایند تولید بر مکانیزم شکست است.

---

در این پژوهش، اثر افزودن آلومینا به‌عنوان رقیق کننده  بر سنتز احتراقی خود انتشار دما بالای فعال شده مکانیکی کامپوزیت آلومینا- دی بوراید زیرکونیم بررسی شد. بدین منظور، مخلوط ترمیت شامل آلومینیوم، اکسید زیرکونیم، اسید بوریک و مقادیر متفاوت اکسید آلومینیوم (0، 3، 6 و 9 درصد وزنی) به‌عنوان ماده اولیه استفاده و برای 5 ساعت فعال‌سازی مکانیکی شد، سپس تف‌جوشی در کوره در دمای
650 درجه سانتی‌گراد انجام شد. نتایج نشان داد که با افزایش اکسید آلومینیوم تا 6 درصد وزنی، شدت قله گرماگیر در منحنی های تحلیل گرماسنجی افتراقی افزایش، اما با افزودن مقادیر بیش‌تر، شدت قله کاهش می‌یابد. در این‌حالت، توزیع یکنواخت‌تر ذرات دی بوراید زیرکونیم با اندازه دانه ظریف‌تر مشاهده شد.

---

در این پژوهش کامپوزیت  TiAl/Al₂O₃به­روش فعال­سازی مکانیکی مخلوط پودری TiO₂-Al و گرمایش ریزموجی (مایکروویو) به‌دست آمد. مخلوط پودری اولیه به‌همراه مقادیر مختلف آلومینیوم اضافی آسیاب‌کاری و پس از فشرده­سازی به‌شکل قرص­های استوانه­ای، تحت گرمایش ریزموجی قرار گرفت. اثر میزان آلومینیوم اضافی و هم‌چنین نوع ماده کمکی جاذب امواج ریزموج (گرافیت و کاربید سیلیسیم) بر زمان اشتعال نمونه‌ها و ترکیب فازی کامپوزیت ساخته­شده مورد بررسی قرار گرفت. از تحلیل‌های XRD و SEM برای بررسی محصولات ساخته شده استفاده شد. نتایج تحلیل­های فازی نشان داد که بدون حضور آلومینیوم اضافی در مخلوط پودری اولیه، فاز TiAl به‌مقدار بسیار کم تشکیل می‌شود و به‌جای آن فاز Ti₃Al شکل می­گیرد، در حالی­که با حضور 10 درصد وزنی آلومینیوم اضافی، می­توان به فاز TiAl دست یافت. هم‌چنین نتایج نشان داد که دفن کردن قرص نمونه در پودر گرافیت نسبت به­قرار دادن آن میان دو بلوک کاربید سیلیسیم، موجب ساخت سریع­تر کامپوزیت با تکرارپذیری بالاتر می‌شود.

---

در این پژوهش تولید کامپوزیت درجا به روش سنتز احتراقی آلومینوترمیک در سیستم Al-V₂O₅-NiO مورد مطالعه قرار گرفت. بدین منظور مخلوط پودرهای Al، V₂O₅ و NiO با نسبت استوکیومتری به‌ترتیب با درصد مولی 1:1:11 به‌مدت یک ساعت آسیاب‌کاری و سپس تحت تراکم قرار گرفتند. برای بررسی دماهای وقوع تحولات فازی از تجزیه حرارتی افتراقی استفاده شد. نمونه‌های خام با توجه به دمای پیک واکنش‌ها در تجزیه حرارتی افتراقی، تحت عملیات حرارتی قرار گرفتند. بررسی الگوهای پراش پرتو ایکس تشکیل فازهایی همانند فاز Al₃V و Al₃Ni₂ در دماهای مختلف زینترینگ را نشان می‌دهد. بررسی‌های ریزساختاری و فازی نشان داد که در طی زینترینگ تا قبل از دمای 700 درجه سانتی‌گراد، فاز Al₃V تشکیل نمی‌شود و در دمای 880 درجه سانتی‌گراد فاز Al₃Ni₂ تشکیل و بعد از درجه حرارت 950 درجه سانتی‌گراد نیز به فاز Al₄Ni₃ تبدیل می‌شود. به‌علاوه بعد از درجه حرارت 950 درجه سانتی‌گراد فاز Al₃V به فاز Al₂₃V₄ تبدیل می‌شود. بررسی سختی و چگالی نیز نشان داد که این دو متغیر با افزایش درصد تقویت کننده‌ها، افزایش می‌یابند.