تولید آلیاژ uCiTiN نانوساختاری به روش آلیاژ سازی مکانیکی و ارزیابی رفتار حافظه داری و خواص مکانیکی آن
Synthesis of NiTiCu Nanostructural Alloy via Mechanical Alloying Process and Evaluation of its Shape Memory Behavior and Mechanical Propeerties
تهران
آقای دکتر علی شکوه فر
متن اثر
کارشناسی ارشد
صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی
۱۳۹۰
شناسایی و انتخاب مواد مهندسی
در این پژوهش آلیاژ حافظه دار uCiTiN نانو بلوری به طور موفقیت آمیزی توسط روش آلیاژسازی مکانیکی و عملیات حرارتی تابکاری سنتز شد. نتایج آزمون پراش اشعه ایکس (DRX) مشخص نمود که آسیاب کاری مخلوط پودرهای با خلوص بالای اولیه و حاوی درصدهای گوناگونی از عنصر مس در دستگاه آسیاب مکانیکی به مدت 06 ساعت، منجر به انحلال مس در شبکه آستنیت (2B) و تشکیل ترکیب بین فلزی iTiN می شود. تابکاری مخلوط پودرها در دمای 3711 کلوین و برای مدت زمان 009 ثانیه، منجر به تشکیل فاز uCiTiN، وقوع پدیده رشد دانه و رهایش کرنش های داخلی می گردد. جهت ارزیابی ریز ساختاری محصولات از مشاهدات با میکروسکوپ های الکترونی روبشی (MES) و عبوری (MET) سود جسته شد. نتایج بررسی ها دلالت بر مورفولوژی مناسب و توزیع همگن عناصر آلیاژی در ترکیبات سنتز شده را داشته است. ایجاد ساختار نانومتری به دلیل کاهش چشمگیر هیسترزیس حرارتی منجر به بهبود رفتار ترمو الاستیسیته و حافظه داری آلیاژ گردیده است. مقایسه خواص مکانیکی میان ترکیب سنتز شده با نمونه های هم نوع تولید شده با روش های مرسوم، حاکی از افزایش قابل ملاحظه سختی در نمونه نانو بلوری به دلیل کاهش اندازه بلورک ها و افزایش عیوب شبکه ای بوده است.
NiTiCu intermetallic compound with nanocrystalline structure was successfully synthesized through mechanical alloying and subsequent heat treatment 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 with different Cu compositions, the Cu dissolved into B2 structure and NiTi phase was obtained. Annealing of as-milled powders at 1173 K for 900 s leads to formation of nanometric NiTiCu phase, grain growth and release of internal strain. Structural characterization was examined by means of scanning electron microscopy )SEM(, energy dispersive spectrometry )EDS( and transmission electron microscopy )TEM( techniques. The results demonstrated that this route result in preparation compounds with suitable morphology and homogeneous structure. Formation of nano structure enhances thermoelasticity and shape memory behaviour in this alloy by narrowing the thermal hysteresis. A comparison between synthesised compound and similar compounds produced by conventional methods exhibits significant increase in hardness of nanocrystalline samples because of decreasing crystalline size and increasing lattice defects.