Investigation of Phase Evolution of TiC-TiB2 Nanostructure Fabricated by MASHS

در تحقيق حاضر، نانوساختار تيتانيوم دي بورايد - كاربيد تيتانيوم از طريق سنتز احتراقي پودرهاي واكنشي كه آسياب مكانيكي شده بودند، توليد شد. مخلوط استوكيومتريك شاملِ Ti و B4C به عنوان مواد واكنشي به مدت 1، 3، 6 و 9 ساعت، آسياب شد. مخلوط هاي پودري آسياب شده به شكل قرص هايي پرس شده و سپس درون يك كوره تيوبي با اتمسفر داخلي آرگون كه تا دماي oC 1100 پيش گرم شده بود قرار گرفتند. نمونه-ها بعد از زمانهاي مختلف عمليات آسياب و پس از فرآيند سنتز احتراقي، از طريق آناليز XRD و SEM مطالعه شدند. اين بررسي ها نشان داد كه فازهاي TiC و TiB2 در طول فرآيند آسياب تشكيل نشده اند. آناليز نمونه هاي سنتزي نشان داد كه در ابتدا فاز TiC در نمونه ها تشكيل مي-شود و در ادامه آن فاز TiB2 به وجود مي آيد. در عين حال در نمونه هايي كه به مدت 6 و 9 ساعت، پيش آسياب شده بودند، هيچ گونه اثري از فازهايي غير از TiCو TiB2 مشاهده نشد. نتايج همچنين نشان داد كه افزايش زمان آسياب در توزيع بهينه فاز TiB2 در محصول نهايي، تاثير قابل ملاحظه اي دارد. اندازه بلورك فازهاي TiC و TiB2 در كامپوزيتي كه از سنتز احتراقيِ مخلوطي با 9 ساعت عمليات آسياب شكل گرفته بود، به ترتيب 34.6 و 46.2 نانومتر محاسبه شد.

In current research, nanostructure of titanium diboride/titanium carbide was fabricated by combustion synthesis of mechanically milled reactant powders. The stoichiometric mixture of Ti and B4C as starting materials milled for 1, 3, 6 and 9 h. Milled powders pressed to form pellets.Green compacts were placed in a tube furnace preheated to 1100 oC in inert atmosphere (Ar).The samples were investigated by XRD and SEM analysis after different milling times and synthesis process. TiC and TiB2 were not formed during milling process. Analysis of the synthesized samples showed TiC was the first formed phase followed by TiB2, while other phases were not detected in the samples that were pre-milled for 6 and 9 h. Increasing of milling time helped significantly to improve distribution of TiB2 in the products. The crystallite size of TiB2 and TiC in the composite based on powder milled for 9 h was calculated to be 46.2 nm and 34.6 nm respectively.