การสังเคราะห์และการอัดแน่นวัสดุผสมเหล็กอะลูมิไนด์เสริมแรงด้วยไทเทเนียมไดบอไรด์และอะลูมิเนียมออกไซด์โดยกระบวนการปฏิกิริยาก้าวหน้าด้วยตัวเองที่อุณหภูมิสูงร่วมกับกระบวนการกระแสไฟฟ้าในการช่วยซินเทอริง

บทคัดย่อ

วัตถุประสงค์ของโครงการวิจัยนี้คือการสังเคราะห์วัสดุเซรามิกผสม จากสารตั้งต้นในระบบอิลเมไนต์ โบรอนออกไซด์ และอะลูมิเนียม ซึ่งสามารถแบ่งเป็นสองส่วน โดยการทดลองส่วนแรกเป็นการศึกษาผลกระทบของอัตราส่วนเชิงโมลของอะลูมิเนียม (4 4.33 และ 5 โมล) และเวลาในการบดของแร่อิลเมไนต์กับโบรอนออกไซด์ (0.5 1 และ 1.5 hr) กับความดันอัดขึ้นรูปชิ้นงาน (60 80 และ 100 MPa) ที่มีผลต่อปรากฏการณ์การเกิดปฏิกิริยาสังเคราะห์โดยวิธีปฏิกิริยาก้าวหน้าด้วยตัวเองที่อุณหภูมิสูง ส่วนที่สองของการทดลอง เป็นการศึกษาผลกระทบของความดันอัดขึ้นรูปชิ้นงานในแม่พิมพ์กราไฟต์ การปล่อยกระแสไฟฟ้า และการเปลี่ยนเวลาในการปล่อยกระแสไฟฟ้าจากเครื่องเหนี่ยวนำความร้อน ศึกษาผลกระทบของความดันอัดชิ้นงานขณะที่ชิ้นงานยังคงร้อนแดงอยู่ นอกจากนั้น ศึกษาสมบัติทางกล และทางความร้อนของวัสดุผสม จากการศึกษาโดยวิธีปฏิกิริยาก้าวหน้าด้วยตัวเองที่อุณหภูมิสูงพบว่าการเพิ่มอัตราส่วนเชิงโมลของอะลูมิเนียมที่เป็นสารตั้งต้นสามารถสังเคราะห์วัสดุผสมที่มีองค์ประกอบของเหล็กอะลูมิไนด์ ไทเทเนียมไดบอไรด์ และอะลูมินา ได้อย่างสมบูรณ์ อัตราการเกิดปฏิกิริยาก้าวหน้าด้วยตัวเองสูงที่สุดประมาณ 0.63 มิลลิเมตรต่อวินาที เมื่อเวลาในการบดแร่อิลเมไนต์กับโบรอนออกไซด์เพิ่มขึ้นถึง 1.5 hr และความดันอัดขึ้นรูปชิ้นงานที่เพิ่มขึ้นถึง 100 MPa จากการศึกษาโดยวิธีสังเคราะห์แบบเผาไหม้แบบพร้อมกันร่วมกับกระบวนการทำให้แน่นตัวในขณะเดียวกันพบว่า ความดันอัดขึ้นรูปชิ้นงานในแม่พิมพ์กราไฟต์คือ 3900 MPa. กระแสไฟฟ้าและเวลาในการปล่อยกระแสไฟฟ้าที่เหมาะสมคือ 450 แอมแปร์ และ 4 นาที ตามลำดับ มีความแข็งบริเวณเนื้อพื้น (เหล็กอะลูมิไนด์กับอะลูมินา) 468.22 Hv และมีความแข็งส่วนเสริมแรง (ไทเทเนียมไดบอไรด์) 818.78 Hv เมื่อความดันอัดเพิ่มถึง 3250 MPa

คำสำคัญ