تولید درجای کامپوزیتWC-x%Co در سیستم 〖WO〗_3-〖Co〗_3 O_4–C به روش فعال سازی مکانیکی و احیای‌کربوترمیک: مقایسه‌ی خواص فیزیکی و مکانیکی

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 عضو هیئت علمی

2 دانشجو

چکیده

هدف از این تحقیق تولید کامپوزیت WC-Co با ترکیب مختلف از 13 الی 33% کبالت از اکسیدهای فلزی WO3 و Co3O4 به روش درجا و با استفاده از عملیات احیای کربوترمیک و سپس بررسی خواص فیزیکی و مکانیکی آن می-باشد. در این مطالعه پودر اکسیدهای فلزی کبالت و تنگستن به نسبت‌های مختلف به همراه 17 درصد وزنی کربن (30 درصد اضافه بر مقدار استوکیومتری)، بعد از فعال سازی مکانیکی در یک آسیای گلوله‌ای ماهواره‌ای با گاز محافظ آرگون به مدت 20 ساعت مراحل پرس و عملیات حرارتی احیا + زینتر (دمای°C 1500، 2ساعت و تحت لایه‌ی محافظ مخلوط پودری آلومینا + کربن) را پشت سر می‌گذارند. سختی(ویکرز)، چقرمگی (دندانه‌ی ویکرز و اندازه‌گیری طول ترک) و چگالی (ارشمیدس) نمونه‌ی زینتر شده مورد ارزیابی قرار گرفته و با استفاده از مشاهدات میکروسکوپ الکترونی ارتباط خواص با ریزساختار مورد بحث قرار گرفته است. نتایج نشان می‌دهد که در مرحله آسیاکاری حتی تا 20 ساعت هیچ واکنش احیایی رخ نداده و فقط فعال سازی پودر صورت می‌گیرد. در بین کامپوزیت‌های مورد مطالعه کامپوزیت 23% کبالت بالاترین چگالی و استحکام را از خود نشان می‌دهد این در حالی است که کامپوزیت 33% بالاترین چقرمگی و کامپوزیت 13% کبالت بالاترین سختی را از خود نشان می‌دهد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

In-situ synthesis of WC-x%Co composite in WO3 – Co3O4 – C system by mechanical activation carbothermic reduction method: physical and mechanical properties

نویسنده [English]

  • mahdi kalantar 1
چکیده [English]

The aim of this research is in-situ production of WC-Co composite with different combination of 13% to 33% of cobalt from metal oxides WO3 and Co3O4 by use of carbothermic reduction method and then testing its physical and mechanical properties. In this study, cobalt and tungsten metal oxides powder with- different ratios with 17% carbon (30% more than stoichiometric value) after homogenization and mechanical activation in a planet ball mill with argon shielding gas for 20 hours, pass pressing, reduction heat treatment and sintering (temperature of 1500 oC for 2 hours and under shielding layer of alumina and carbon powder). Hardness (Vickers), toughness (Vickers indentation and crack length measurement) and density (Archimedes) of sintered sample were evaluated and relation of properties and microstructure was discussed using electron microscope observations. The results showed that in the milling stage no reduction reaction occurred even up to 20 hours and only powder activation took place. Between investigated composites, the composites with 23% cobalt showed highest density and strength while the composite with 33% and 13% cobalt showed highest toughness and hardness, respectively.

کلیدواژه‌ها [English]

  • In-situ carbothermic reduction
  • Mechanical activation
  • WC-Co cermet
  • WO3-CO3O4 system