مشخصه یابی سرامیک نیترید تیتانیم – پنج درصد وزنی تیتانیم و شبیهسازی رفتار مکانیکی آن بر اساس آنالیز نانوفرورونده | ||
| مهندسی مکانیک مدرس | ||
| Volume 26, Issue 1, October 1404, Pages 27-42 PDF (2.08 M) | ||
| Document Type: مقاله پژوهشی | ||
| DOI: 10.48311/mme.2025.96891.0 | ||
| Authors | ||
| مهرداد شیخلو* 1; رامین مشک آبادی1; شاهین کیوانی ثمرین2; عباس صباحی نمینی1 | ||
| 1گروه علوم مهندسی، دانشکده فن آوریهای نوین، دانشگاه محقق اردبیلی،اردبیل، ایران. | ||
| 2گروه مهندسی متالورژی و مواد، دانشکده مهندسی متالورژی و مواد، پردیس دانشکدههای فنی، دانشگاه تهران، ایران. | ||
| Abstract | ||
| در این مطالعه سعی شده است تا تأثیر افزودن 5 درصد وزنی تیتانیم به طور جامع بر مشخصات ریزساختاری، خواص مکانیکی و فیزیکی سرامیک بر پایه نیترید تیتانیم بررسی گردد. تفجوشی (sintering) سرامیک TiN-5wt%Ti با استفاده از فرایند تفجوشی پلاسمای جرقهای (SPS) در اتمسفر خلأ، تحت فشار 50 مگاپاسکال، در دمای 1900 درجه سانتیگراد به مدت 7 دقیقه انجام گرفت. نتایج به دست آمده نشان دادند که عدم ترشوندگی کافی بین ذرات افزودنی تیتانیم و فاز زمینه نیترید تیتانیم و به دام افتادن گازهای ناشی از واکنشهای احتمالی بین ذرات و اکسیژن باقیمانده در طول فرایند تفجوشی، دلایلی برای چگالی نسبی 5/92 درصد بودهاند. تشکیل فاز اکسید تیتانیم در طول تفجوشی طبق واکنشهای تیتانیم با نیترید تیتانیم و اکسیژن باقیمانده با استفاده از نتایج میکروسکوپ الکترونی روبشی (FESEM)، پراش پرتو ایکس (XRD) و ارزیابیهای ترمودینامیکی تأیید شد. طبق نتایج آزمایشگاهی آزمون نانوفرورونده (Nanoindentation)، حداکثر سختی و مدول الاستیک در نرخ بارگذاری تا 8/0 میلینیوتن بر ثانیه حاصل گردید. علاوه بر آن، رویدادهای pop-in در منحنیهای آزمون نانوفرورونده به دلیل تشکیل ریزترکها و جوانهزنی نابجاییها در نواحی فرورفتگی مشاهده شدند. همچنین، شبیهسازی المان محدود آزمون نانوفرورونده با استفاده از نرمافزار آباکوس (Abaqus) در همان نرخهای بارگذاری تجربی یعنی 2/0، 4/0 و 8/0 میلینیوتن بر ثانیه انجام شد، تطابق قابل توجهی بین یافتههای آزمایشگاهی با نتایج شبیهسازی حاصل شد. | ||
| Keywords | ||
| نیترید تیتانیم، نانوفرورنده، سرامیک، شبیهسازی، ریزساختار | ||
| References | ||
|
| ||
|
Statistics Article View: 257 PDF Download: 253 |
||
| Number of Journals | 45 |
| Number of Issues | 2,196 |
| Number of Articles | 24,880 |
| Article View | 28,801,945 |
| PDF Download | 18,606,084 |