عنوان پایان‌نامه
بررسی احیا کربنی مکانیکی حرارتی
- رشته تحصیلی
- مهندسی مواد-استخراج فلزات
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 41406;کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: TN 756
- تاریخ دفاع
- ۰۴ اسفند ۱۳۸۷
- دانشجو
- سارا مرادی غیاث آبادی
- استاد راهنما
- شهرام رایگان
- چکیده
- در این تحقیق، تهیه نانو کامپوزیت Fe-TiC به‌روش احیای کربوترمی در سیستم فعال‌سازی شده کربن(C)، آناتاز(TiO2) و هماتیت (Fe2O3) با استفاده از آسیا پر انرژی بررسی شد. تاثیر زمان آسیا کردن، دمای احیا و حضور تیتانیوم فلزی بر تغییرات فازی، اندازه کریستالیت ها، کرنش و افزایش واکنش پذیری محصول، مورد مطالعه قرار گرفت. نتایج نشان می‌دهد با انجام آسیاکاری با سرعت rpm300 و نسبت گلوله به پودر 20 به 1، هیچ‌گونه واکنش شیمیایی بین مواد اولیه اتفاق نمی‌افتد. نتایج تفرق اشعه ایکس نمونه‌ها قبل و پس از آسیاکاری حاکی از آمورف شدن دو فاز گرافیت و آناتاز و نیز کاهش اندازه کریستالیت‌های هماتیت است، به‌طوریکه پس از 20 ساعت آسیاکاری اندازه کریستالیت‌های هماتیت به nm42 می‌رسد. نتایج حاصل از آنالیز TG نشان دهنده کاهش دمای تشکیل آهن و انرژی فعال‌سازی لازم جهت فرآیند، با افزایش زمان آسیاکاری است. به‌طوری که دمای تشکیل آهن به‌ازای 20 ساعت آسیاکاری تا C°770 کاهش می‌یابد. نتایج XRD حاصل از آزمایش‌‌های احیای هم‌دما تحت خلا حاکی از تکمیل فرآیند سنتز کامپوزیت Fe-TiC در دمای C°1100 به‌ازای 10 و 20 ساعت کارمکانیکی و C°1200 به‌ازای دو و پنج ساعت کارمکانیکی است. این در حالیست که بدون کارمکانیکی تا دمای C°1300 کامپوزیت مذکور تشکیل نشده بود. اندازه متوسط کریستالیت‌های آهن و TiC تهیه شده از پودر فعال شده به‌مدت 20 ساعت پس از فرآیند احیا در دمای C°1200، به‌ترتیب 51 و 30 نانومتر بوده است.حضورر تیتانیوم فلزی به‌علت نقش احیاکنندگی باعث کاهش دمای شروع تشکیل آهن می‌شود. در حالی که تاثیری بر شکل‌گیری TiC ندارد. به‌علاوه حضور تیتانیوم فلزی باعث‌تغییر در مراحل تشکیل آهن می‌شود.
- Abstract
- In this research synthesis of Fe-TiC nanocomposite via carbothermic and mechanochemical reduction of Anatase (TiO2), Hematite (Fe2O3) and Graphite powder mixtures using high energy ball milling was investigated. Effect of milling time, reduction temperature on the phase transformations as well as crystallite size, lattice strain of producted phases were also investigated. Results of XRD experiments showed that reaction between powder mixture was not occured during milling. Crystalite size of hematite decreased from 160nm to 42nm after 20hrs milling. According to TG test with increasing milling time the formation temperature of iron shifted toward the low temperature ranges and the reaction rate decreased as well. The size of produced iron crystallite was in the ranges of nanometer. Presence of metallic titanium decreased the temperature of iron formation but it had not any effect on TiC formation. Ti reduced the iron oxide and changed the reduction stage
