بررسی تاثیر حضور ذرات اکسید تیتانیوم در جلوگیری از رشد دانه های NiTi در فرآیند تف جوشی

یکی از مشکلات تف­جوشی مواد نانو اندازه، رشد دانه در حین این فرایند است. از آنجایی که کارایی­های منحصر به فرد مواد نانو تا زمانی که در محدوده اندازه زیر ۱۰۰ 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 تاثیر 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 ۸۵/۳۱ کیلوژول و در نمونه با حضور ده درصد از این اکسید برابر ۹۶/۴۷ کیلوژول بوده است. همچنین نتایج برای دو گروه بدون اکسید و در حضور اکسید، برای سد انرژی جوانه­زنی به­ترتیب برابر ۹۳/۹ و ۷۵/۷ کیلوژول و برای انرژی فعال­سازی رشد دانه به­ترتیب ۴/۱۳ و ۴/۱۴ کیلوژول بر اساس داده­های DSC محاسبه شد.

Keywords:

رشد دانه , اکسید تیتانیوم , DSC , NiTi