بررسی تاثیر حضور ذرات اکسید تیتانیوم در جلوگیری از رشد دانه‌های NiTi در فرآیند تف‌جوشی

مهندسی متالورژی و مواد

مقاله 14، دوره 33، شماره 3 - شماره پیاپی 27، پاییز 1401، صفحه 11-24   

نوع مقاله: علمی و پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/jmme.2022.76601.1051

نویسندگان

هادی نصیری^{* 1}؛ مرتضی گل محمدی²

¹گروه مهندسی مواد، دانشکده مهندسی مکانیک و مواد، دانشگاه صنعتی بیرجند، بیرجند، ایران

²گروه مهندسی شیمی، دانشکده مهندسی معدن، عمران و شیمی، دانشگاه صنعتی بیرجند، بیرجند، ایران

چکیده

یکی از مشکلات تف­جوشی مواد نانو اندازه، رشد دانه در حین این فرایند است. از آنجایی که کارایی­های منحصر به‌فرد مواد نانو تا زمانی که در محدوده اندازه زیر 100 نانومتر باشند، وجود دارد، به­منظور جلوگیری از این پدیده و کاهش سرعت رشد دانه­ها راهکارهای مختلفی از جمله افزودن ذرات اکسیدی اتخاذ می­شود. در این پژوهش از ذرات اکسید تیتانیوم به علت دارا بودن پایداری حرارتی مناسب به میزان ده درصد برای جلوگیری از رشد دانه­ های آلیاژ نانوساختار NiTi در هنگام عملیات تف­جوشی استفاده شد. چگونگی تأثیر ذرات اکسید تیتانیوم توسط آزمون­های پراش پرتو ایکس و گرماسنج تفاضلی روبشی مورد بررسی قرار گرفت. به این منظور دو گروه نمونه تهیه شدند، یک گروه از نمونه­ها بدون حضور اکسید تیتانیوم و گروه دیگر در حضور این اکسید مورد مطالعه قرار گرفتند. نتایج بررسی سنیتیکی در شرایط هم­دما و غیرهم­دما بر روی هر دو گروه نمونه نشان داد، رشد دانه­ها بعد از فرایند، در حضور این اکسید تا دو برابر اندازه اولیه و قبل از تف­جوشی رخ داد. اما میزان رشد در عدم حضور اکسید تیتانیوم تا پنج برابر افزایش یافت. علت این مسئله، میزان انرژی فعال­سازی لازم برای رشد دانه­ها است. این انرژی در نمونه بدون اکسید تیتانیوم برابر 85/31 کیلوژول و در نمونه با حضور ده درصد از این اکسید برابر 96/47 کیلوژول بوده است. همچنین نتایج برای دو گروه بدون اکسید و در حضور اکسید، برای سد انرژی جوانه­زنی به­ترتیب برابر 93/9 و 75/7 کیلوژول و برای انرژی فعال­سازی رشد دانه به­ترتیب 4/13 و 4/14 کیلوژول بر اساس داده­های DSC محاسبه شد.

کلیدواژه‌ها

رشد دانه؛ اکسید تیتانیوم؛ DSC؛ NiTi

مراجع