توليد و مشخصه يابي نانو ذرات TiN به روش آسياب كاري واكنشي پودر تيتانيوم در اتمسفر نيتروژن

Production and Characterization of TiN Nanoparticles synthesized by Reactive Milling of Ti Powders in Nitrogen Atmosphere

در سال هاي اخير نيتريدهاي بين نشيني فلزات واسطه به دليل خواص شيميايي و فيزيكي منحصر به فرد توجه زيادي را به خود جلب كرده اند. در اين تحقيق، نانو ذرات نيتريد تيتانيوم استوكيومتري با استفاده از فرايند آسياب كاري واكنشي پودر تيتانيوم فلزي درون گاز نيتروژن با فشار 5 بار توليد شدند. تغييرات دما و افت فشار در حين آسياب كاري و در دوره هاي زماني منظم (30دقيقه) و با استفاده از دما سنج مادون قرمز و فشار گازي مورد ارزيابي قرار گرفت. همچنين از پراش سنج پرتو ايكس و ميكروسكوپ الكتروني روبشي مجهز به طيف سنج تفكيك انرژي (EDS) به منظور فاز شناسي و مشخصه يابي محصولات آسياب كاري استفاده شد. نتيجه بررسي ها حاكي از تشكيل نانوذرات نيتريد تيتانيوم با شبكه كريستالي مكعبي (به ترتيب با متوسط اندازه ذره، اندازه دانه و پارامتر شبكه معادل 80 و 16 و 0/4236 نانومتر) و پس از 6 ساعت آسياب كاري بود در حالي كه افزايش زمان آسياب كاري تا 10 ساعت منجر به افزايش اندازه ذرات، اتدازه دانه ها و مقدار ناخالصي آهن در محصول شد. همچنين مكانيزم آسياب كاري واكنشي رد اين مدت زمان آسياب كاري نسبتا كوتاه با جزئيات مورد بررسي قرار گرفته است.

Interstitial nitrides, especially those of transition metals, have received increasing attention in recent years because of their unique physical and chemical properties. In this research work, stoichiometric titanium nitride nano particles were synthesized by reactive ball milling of metallic titanium powders in 5 bar pressure of nitrogen atmosphere.Changes in the temperature and pressure drop were monitored durring milling in regular periodic times (every 30 min) using infrared thermometer and gas manometer respectively . X-ray diffraction and Scanning electron microscope equiped with Energy dispersive spectrometer have been employed to investigate phase identifcation and characterization of milling products too and the results of this studies showed that cubic TiN nanoparticles (with average particle size Y grain size and lattice parameter of 80 nm , 16 nm and 0.4236 nm respectively) was synthesized after 6 hour of milling howewer increasing of milling time to 10 hour led to increasing of particle size , grain size and Fe impurity content of products. The mechanism of reactive milling in this short time of milling process are also discussed in detail.