توليد و مشخصه يابي تركيب بين فلزي نانوكريستال ni2alsi از طريق فرايند آلياژسازي مكانيكي

Production and characterization of Ni2AlSi nanocrystalline intermetallic compound via mechanical alloying process

در اين تحقيق، تركيب بين‌فلزي ni2alsi توسط فرايند آلياژسازي مكانيكي توليد و مكانيزم تشكيل آن در حين آلياژسازي با تركيب بين فلزي nial مقايسه شد. بدين منظور، مخلوط‌هاي پودري ni50al50 و ni50al25si25 به مدت زمان 30 ساعت مورد عمليات آلياژسازي مكانيكي قرار گرفتند. تغييرات فازي، ريزساختاري و مورفولوژيكي مخلوط‌هاي پودري در حين آلياژسازي مكانيكي توسط پراش پرتو ايكس و ميكروسكوپ الكتروني روبشي مورد بررسي قرار گرفتند. همچنين رفتار حرارتي پودرها توسط آناليز حرارتي افتراقي مورد بررسي قرار گرفت. نتايج نشان داد كه تركيب‌هاي بين‌فلزي نانوكريستال nial و ni2alsi با موفقيت پس از 30 ساعت آلياژسازي مكانيكي توليد شدند. مسير تشكيل تركيب بينفلزي nial بصورت وقوع واكنش مستقيم بين ذرات دو عنصر نيكل و آلومينيوم در حين فرايند آلياژسازي مكانيكي بود و هيچ‌گونه محلول جامدي در حين آلياژسازي مكانيكي قبل از تشكيل تركيب بين فلزي تشكيل نشد. همچنين در حين آلياژسازي مكانيكي مخلوط پودري nialsi در ابتدا تركيب بين‌فلزي nial تشكيل شد. در ادامه با انحلال سيليسيوم در ساختار اين تركيب، فاز بين‌فلزي (ni,si)al ايجاد شد و در نهايت با انجام آلياژسازي بيشتر تركيب (ni,si)al به تركيب بين‌فلزي منظم (ساختار ابرشبكه) ni2alsi تبديل گرديد.

In this research, Ni2AlSi intermetallic compound was synthesized by mechanical alloying and its formation mechanism was compared with NiAl intermetallic compound during mechanical alloying. For this purpose, Ni50Al50 and Ni50Al25Si25 powder mixtures were mechanically alloyed for 30 h. Phase, microstructural and morphological evolutions of the powder mixtures were studied by X-ray diffraction and scanning electron microscope. Also, thermal behavior of the powders was investigated by differential thermal analysis. It was found that NiAl and Ni2AlSi nanocrystalline intermetallic compounds were successfully synthesized after 30 h of mechanical alloying. The reaction pathway of Ni50Al50 powder mixture was direct reaction between Ni and Al elemental powders to produce NiAl intermetallic compound without any solid solution formation or intermediate phase during mechanical alloying. Also, during mechanical alloying of Ni50Al25Si25 powder mixture, first NiAl intermetallic compound formed. In continue, with dissolution of Si into NiAl lattice, (Ni,Si)Al intermetallic compound formed. Finally, with further mechanical alloying, (Ni,Si)Al phase transformed to ordered Ni2AlSi intermetallic compound (super lattice structure