بررسي تاثير پارامترهاي توليد پودر نانو سايز B4C به روش پلاسماي حرارتي

Determining the Effect of Nano Sized B4C Powder Synthesis Parameters by Thermal Plasma Technology

پودرهاي B4C بطور صنعتي از طريق احياء كربوترمي د كوره ي قوس الكتريكي توليد مي شوند. پودرهاي توليد شده به اين روش جهت كاربردهاي تجاري بايد آسياب و خالص شوند. همچنين ، پودرهاي B4C بسختي تف جوشي مي شوند تا به دانسيته ي كامل برسند و به تكنيك هاي تف جوشي تحت فشار نياز دارند. بنابراين ، براي توليد قطعات با خواص ساختاري بهتر، توليد پودرهاي بسيار ريز و كروي مهم ايت كه مي توانند تا حدود دانسيته ي تئوري متراكم شوند. نانو پودرهاي B4C به عنوان فاز تقويت كننده د ركامپوزيت هاي زمينه فلزي و نيز به عنوان ماده ي پوشش مورد استفاده قرار مي گيرند. در اين پژوهش ، نانو پودر B4C با ساتفاده از پودر B2O3 و گاز CH4 به عنوان واكنش دهنده ها با ساتفاده از فناوري پلاسماي حرارتي توليد شده است. تاثير پارامترهاي مثل نرخ تغذيه ي اكسيد بور و توان ورودي پلاسما روي بازيابي و اندازه ذرات محصول مطالعه شد. تركيب ، اندازه ذرات و مورفولوژي پودرهاي سنتز شده با استفاده از PSA وSEM وXRD مورد بررسي قرار گرفت. كاهش نرخ تغذيه B2O3 و افزايش تان ورودي ، منجر به افزايش بازده و كاهش اندازه ذرات B4C شد.

Boron carbide powders are produced industrially in an electric arc furnace through carbothermic reduction. Produced powders need to be milled and purified for commercial applications. Also, Densification of boron carbide powders is difficult, requiring pressurized sintering techniques. Thus, to produce materials with better structural properties, it is important to produce ultrafine and spherical powders which can be densified to higher densities. B4C nanopowders are used as a reinforcing phase in metal-matrix composites (MMC) and as a coating material. In this study, production of B4C nanopowders from B2O3 powder and CH4 gas as a reactant is carried out employing thermal plasma technology. The effect of parameters such as power input and B2O3 feed rate on product recovery and product particle size, is studied. The product powders were characterized using, XRD, PSA and SEM for composition, particle size and morphology. Low B2O3 feed rate and higher power are found to give better B4C product yield.