عنوان پایان‌نامه
بررسی پارامترهای موثر بر فرایند اکسروژن وتف جوشی ترکیب سرامیکی AIN
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: TN 1263;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 73469;کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: TN 1263;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 73469
- تاریخ دفاع
- ۲۸ بهمن ۱۳۹۴
- دانشجو
- شیوا فریدونی
- استاد راهنما
- علی محمد هادیان
- چکیده
- هدف از انجام این تحقیق بررسی امکان پذیری انجام فرآیند اکستروژن پودر AlN در دمای محیط می‌باشد. بدین منظور پارامترهای متفاوت دخیل در انجام فرآیند اکستروژن مورد بررسی قرار گرفتند. این پارامتر‌ها را می‌توان به دو دسته اصلی تقسیم کرد که عبارتند از پارامترهای مربوط به مواد اولیه و پارامترهای فرآیندی. بررسی اثر پارامتر‌ها بر روی نمونه‌های پیش سینتر شده انجام گرفت. در این تحقیق پارامترهای متفاوتی مربوط به ماده اولیه مورد بررسی قرار گرفت که از جمله می‌توان به اندازه پودر، نوع و میزان چسب مورد استفاده اشاره کرد. نتایج حاکی از آن می‌باشند که کاهش اندازه پودر باعث افزایش کیفیت نمونه تولیدی شد. همچنین دیده شد که تأثیر PVA به عنوان چسب بهتر از PVB می‌باشد و امکان تولید نمونه های سالم تری را فراهم کرد. علاوه بر این دیده شد که افزایش میزان چسب باعث افزایش یکنواختی در ساختار نمونه ها گردید. برای بررسی اثر پارامترهای فرآیند، زاویه ورودی ماده به قالب و میزان تغییر شکل مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که با افزایش میزان تغییر شکل، نمونه دچار شکست شد و بهترین نتیجه از لحاظ کیفیت سطحی و یکنواختی ساختار مربوط به کمترین میزان تغییر شکل بود. دو زاویه متفاوت ورود ماده به قالب، 45 و 90 درجه، مورد بررسی قرار گرفت. دیده شد که نمونه تولیدی با زاویه 90 غیر یکنواخت می‌باشد در حالی که نمونه تولیدی با زاویه 45 درجه ساختار یکنواخت تری دارد. بعد از بررسی پارامترهای موثر در انجام فرآیند، خواص رئولوژی خمیر مورد بررسی قرار گرفت تا بتوان اثر افزودنی‌های متفاوت بر خواص ذاتی خمیر را تعیین کرد. در نهایت فرآیند تف‌جوشی کامل بر روی نمونه‌ها انجام شد. 2 دسته نمونه شامل نمونه خالص و نمونه حاوی Y2O3 به عنوان کمک سینتر مورد بررسی قرار گرفت. دیده شد که نمونه خالص در دمای 1900 درجه سانتیگراد به شکل کامل سینتر نمی‌شود اما نمونه حاوی Y2O3 در دمای 1750 درجه سانتیگراد به شکل کامل سینتر می گردد. کلمات کلیدی: اکستروژن، نیترید آلومینیم، خواص رئولوژی، تف‌جوشی
- Abstract
- In this study, feasibility of room temperature extrusion of AlN ceramic powder was studied. For this purpose, different parameters are studied to investigate their effect on the surface condition and microstructure of extruded rods. These parameters can be divided into two main categories, which include the parameters related to starting materials and processing parameters. The effect of these parameters studied on the pre-sintered samples. In the case of starting material parameters, different parameters are investigated including size of ceramic powder, type and amount of binder used in paste preparation. Moreover, the processing parameters were investigated; including, material die entry angle to deformation zone, namely 45 and 90 degree, and extrusion ratio. Finally the extruded samples are sintered under the nitrogen gas. Two classes of materials are sintered, pure AlN and AlN with Y2O3 as sintering aid. The results have shown that reduction of ceramic powder size results in improvement of surface finish of the samples. Moreover, using PVA as a binder lead to better surface finish and also more uniform microstructure in comparison to use of PVB as binder. On the other hand, using higher amount of binder, in both systems with PVA and PVB, results in more homogenous microstructure. Moreover, increasing the extrusion ratio lead to crack and porosity formation in the extruded rods. The most intact rod with a homogenous structure fabricated using lower extrusion ratio (here 12/4). It is concluded that the specimen that fabricated using 45 degree entry angle shows more uniform microstructure and surface finish. The sintered microstructure of the samples show that in the pure sample full densification can not be achieved at 1900?C. However, the sample with sintering aid can reach to a near full density at 1750?C. Keywords: AlN, sintering, rheology properties, extrusion
