توليد درجاي نانو كامپوزيت (Al2O3(Cu-Cr به روش مكانوشيميايي

In Situ fabrication of (Cu-Cr)-Al2O3 nanocomposite

در اين تحقيق، نانوكامپوزيت Al2O3/Cu-Cr به روش مكانوشيميايي و از مخلوط اوليه Cu، Al ، CuO و Cr2O3 با درصدهاي مختلف و با استفاده از آسياكاري پر انرژي توليد شد. اساس توليد اين نانوكامپوزيت واكنش هاي احيايي بود. به طوريكه در حين فرايند اكسيدهاي كرم و مس توسط آلومينيوم احياء شده و محصول نهايي يك كامپوزيت زمينه فلزي شامل محلول فوق اشباع كرم در مس به عنوان زمينه و اكسيد آلومينيوم به عنوان فاز تقويت كننده بود. استفاده از مس فلزي اضافي در مخلوط اوليه به عنوان رقيق كننده، امكان كنترل دماي آدياباتيك و نرخ واكنش را فراهم آورد. نتايج محاسبه پارامتر شبكه بر اساس داده هاي XRD نشان داد كه اين پارامتر براي مس درطول فرايند آسياكاري تغيير نمود. اين تغييرات در ثابت شبكه به پديده حل شدن كرم و تشكيل محلول فوق اشباع كرم در مس مربوط بود. نتايج XRD همچنين نشان داد كه با تغيير تركيب اوليه مخلوط پودري و در نتيجه تغيير دماي آدياباتيك در نمونه هاي مورد آزمايش نرخ پيشرفت واكنش ها تغيير نمود. نتايج SEM نشان داد كه درزمان هاي 30 تا 48 ساعت آسياكاري، پديده شكست ذرات (ريز شدن ذرات) بر جوش سطحي ذرات (پديده اگلومره شدن ذرات) غالب بود. بعد از 48 ساعت آسياكاري، نانوكامپوزيتي حاوي ذرات با اندازه حدود 30 نانومتر حاصل گرديد.

(Cu-Cr)-Al2O3 nanocomposite with different contents of Al2O3 has been successfully produced by using mechanochemical routs. This approach involves mechanical milling of Cu, Al, CuO and Cr2O3 in a high energy ball mill to produce (Cu-Cr)-Al2O3 composite. Different amount of initial Cu contents has been used to control the adiabatic temperature, Al2O3 particles size and Al2O3 content in the final products. The results of micro structure analysis with scanning electron microscopy (SEM) and X-ray diffraction (XRD) studies showed that in the early stage of ball milling particles agglomeration occurred and subsequently a solid solution of Cr in Cu, Cu (Cr), formed. In next step reaction between solute Al and CuO resulted in formation of fine Al2O3 particles and fracture of particles caused particles refinement. The results of X-ray diffraction showed that Al2O3 particles were very fine.