مطالعه دگرگوني فازي و رفتار گرما‌كشساني تركيب NiTiCu نانو‌بلوري سنتز شده با فرآيند آلياژسازي مكانيكي

The Study of Phase Transformation and Thermoelasticity Behavior of Nanocrystalline NiTiCu Compound Synthesized by Mechanical Alloying Process

در اين پژوهش تركيب حافظه دار Ni40Ti50Cu10 نانوبلوري به گونه‌اي موفقيت آميز با روش آلياژسازي مكانيكي و عمليات تابكاري پسين سنتز شد. نتايج آزمون پراش اشعه ايكس (XRD) مشخص كرد كه آسياب‌كاري مخلوط پودرهاي عنصري با خلوص بالاي اوليه در دستگاه آسياب مكانيكي به مدت 60 ساعت، منجر به انحلال مس در شبكه آستنيت و تشكيل تركيب بين فلزي (B2)NiTiCu شده است. تابكاري مخلوط پودرها در دماي 1173 كلوين و براي مدت زمان 15 دقيقه تشكيل فاز (B19ʹ) NiTiCu، وقوع پديده رشد دانه و رهايش كرنش‌هاي داخلي را در پي داشته است. جهت ارزيابي ريزساختاري فرآورده‌ها از مشاهدات با ميكروسكوپ‌هاي الكتروني روبشي (SEM) و عبوري (TEM) سود برده شد. مطالعات صورت گرفته دلالت بر ريخت‌شناسي مناسب و توزيع همگن عناصر آلياژي در تركيب سنتز شده را داشته است. بر اساس نتايج آزمون گرماسنجي روبشي تفاضلي (DSC) ايجاد ساختار نانومتري به دليل كاهش چشمگير هيسترزيس گرمايي به بهبود رفتار گرما‌كشساني و حافظه داري تركيب منجر شده است.

NiTiCu intermetallic compound with nanocrystalline structure was successfully synthesized through mechanical alloying and subsequent annealing process. The X-ray diffraction (XRD) analysis revealed that after 60 h milling of high purity elemental powders mixture of Ni, Ti and Cu via a planetary high energy ball milling, the Cu dissolved into B2 structure and NiTiCu phase was obtained. Annealing of as-milled powders at 1173 K for 15 min leads to formation of nanometric NiTiCu (B19ʹ) phase, grain growth and release of internal strain. Structural characterization was examined by means of scanning electron microscopy (SEM) and transmission electron microscopy (TEM) techniques. The results demonstrated that this route result in preparation compounds with suitable morphology and homogeneous structure. Formation of nanometric structure enhances thermoelasticity and shape memory behavior in this compound by narrowing the thermal hysteresis.