بررسي تاثير فشار گپ بر مشخصه هاي هندسي پودر تنگستن كاربيد توليد شده به روش تخليه الكتريكي

Study on the effect of gap pressure on the geometric characteristics of the tungsten carbide powder produced by electrical discharge

هدف از اين كار بررسي تاثير فشار گپ جهت بهينه سازي مشخصه هاي هندسي پودر توليد شده به روش تخليه الكتريكي است. روش تخليه الكتريكي يكي از روش هاي مدرن و پربازده براي توليد پودر در ابعاد فوق ريز مي باشد. براي بهبود توليد پودر به روش تخليه الكتريكي در پژوهش حاضر از ايجاد گراديان فشار در گپ از طريق شست وشوي پالسي با نرخ جريان هاي مختلف در دي الكتريك آب دي يونيزه و اتانول بهره برده شد. همچنين، براي توليد پودر حاصل الكترودهاي گرافيتي و تنگستني استفاده گرديد. بررسي نتايج حاصل از پژوهش تصاوير بدست آمده از ميكروسكوپ الكتروني روبشي(SEM) نشان مي دهد كه پودر توليد شده در هردو دي الكتريك داراي ذرات كروي در حدود نانو مي باشد كه با افزايش اختلاف فشار ميزان كلوخگي پودر نيز پايين آمده است. با توجه به نتايج آناليز اندازه ذرات (PSA) ميانگين اندازه ذرات بدست آمده در هر دو دي الكتريك حدود 100 نانومتر مي باشد كه اين ميانگين اندازه در اتانول كوچكتر از آب دي يونيزه است. همچنين، اندازه كريستال هاي توليدي براي اتانول و آب دي يونيزه به ترتيب در حدود 30 و 44 نانومتر مي باشند. از پراش اشعه ايكس (XRD) نيز مشخص شد كه فاز غالب در پودر توليد شده در اتانول و آب دي يونيزه به ترتيب WC1-x و W2C مي باشد. از اين رو نتايج بوجود آمده نشان داد كه با ايجاد اختلاف فشار بالا در ناحيه گپ مي توان پودري با مشخصه هاي هندسي مطلوب تر و نرخ توليد بالاتر بوجود آورد.

The aim of the current research was to investigate the effect of pressure gradient in the gap on morphological and geometrical characteristics of the powder synthesized by electrical discharge method and optimizing it. Electrical discharge is a modern and high performance approach towards yielding ultrafine powder. The pressure gradient was inducted by pulsed flushing using various current flows of deionized water and ethanol and, two rods of graphite and tungsten were used to yield tungsten carbide powder. Scanning Electron Microscope (SEM) images show that the powder contains both electrodes' material and is within nano range. Furthermore, the SEM images demonstrate that with increasing pressure gradient there is a decline in powder agglomeration. Particle Size Analysis (PSA) results reveal that the mean particle size of the powder produced in deionized water and ethanol is approximately 100nm and the particles produced in ethanol are smaller. Moreover, the size of the crystals of the synthesized particle is within 30-44 nm range. X-ray diffraction showed that the dominant phases of the powder in ethanol and deionized water are WC1-x and W2C respectively. Overall, the results prove that causing steep gradient in the gap, it is possible to synthesize geometrically uniform powder with decent production rate.