تاثير متغيرهاي فرايند بر ذرات فوق ريز آهن- نيكل سنتز شده به روش منيزيم ترمي در فاز گاز

The effect of Process variables on Synthesis of ultrafine Ni-Fe particles by the vapor-phase magnesium thermic reduction

روش منيزيم ترمي داراي مزيت هاي نسبي در مقايسه با روش معمول احياء با هيدروژن براي توليد ذرات فوق ريز در سنتز شيميايي در فاز گاز است. اين مزايا شامل انجام پذيري بالاي واكنش احياء با منيزيم به دليل منفي تر بودن انرژي آزاد واكنش نسبت به احياء با هيدروژن و ايمني بهتر فرايند است. سنتز تركيب بين فلزي Ni-Fe در فاز گاز و با استفاده از احياء كننده منيزيم در كوره استوانه اي دو منطقه اي با اتمسفر كنترل شده انجام گرفت. متغيرهاي مهم فرايند، دماي واكنش و زمان ماند مواد در منطقه واكنش است كه بر سرعت واكنش ها و در نتيجه ابعاد و آگلومره شدن محصول نهايي تاثير مي گذارند. در اين تحقيق بررسي متغيرها در دماي واكنش 895 درجه سلسيوس، دبي گاز 0/3 و 0/6 و 1 و 1/4 ليتر بر دقيقه و قطر محفظه واكنش 2 و 3 و 4 انجام شد. آناليز تركيب شيميايي و پراش اشعه ايكس، توليد پودر فوق ريز آلياژي آهن- نيكل با تركيب Ni3Fe را نشان داد. اندازه ذارت محصول توسط ميكروسكوپ الكتروني روبشي اندازه گيري شد. با تحليل تصاوير SEM مشخص شد با افزايش دبي در محفظه واكنش با قطر ثابت، كاهش ميانگين اندازه ذرات مشاهده مي شود.

Magnesium thermic procedure has some advantages over the more common hydrogen gas as a reluctant in chemical vapor synthesis (CVS) in production of ultrafine particles. The advantages are improved safety, and a higher affinity for reaction with magnesium because of higher negative value of the Gibbs energy of magnesium reduction compared with hydrogen. Production of nickel-iron ultra-fine intermetallic powder by CVS method using metallic magnesium vapor as the reducing agent in a tubular furnace under argon atmosphere was performed. Controlling parameters were residence time in reaction zone and reaction tube diameter, which influence reaction rate and consequently affect particle size and agglomeration of final synthesized product. Flow rates were chosen at 0.3, 0.6, 1, 1.4 lit/min and the reaction tube diameter at 2, 3, 4 cm. Chemical analysis of the resulting compound and the X ray diffraction analysis identified the formation of Ni3Fe intermetallic compound. The particle size for the samples synthesized was measured by scanning electron microscopy. SEM images indicated with increasing of flow rate in constant diameter of reaction zone, average of particle size decreased from 350 nm to 100 nm.