سنتز و مشخصه یابی پودر نانو ساختار VB به روش آسیاکاری و احیای مکانوشیمیایی

نوع مقاله: علمی-پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی کارشناسی ارشد دانشگاه آزاد اسلامی واحد نجف آباد

2 استادیار مهندسی مواد / دانشگاه آزاد اسلامی واحد نجف آباد

چکیده

در این تحقیق امکان تهیه نانو پودر بوراید وانادیم به روش احیای مکانوشیمیایی مورد مطالعه قرار گرفت. پودرهای V2O5 ، Mg و B2O3 در یک آسیای پرانرژی قرار گرفته و آسیا شدند. محصول به‌وسیله XRD، FESEM، TEM و MAP مورد مطالعه و بررسی قرار گرفت. با توجه به نتایج XRD ، مشخص شد که این پودر پس از 100 دقیقه آسیاکاری و بدون هیچ‌گونه عملیات حرارتی ، دارای ترکیب VB بوده است. هم‌چنین محاسبات ترمودینامیکی انجام‌شده برای این پودر حاکی از این بود که واکنش انجام‌ شده، یک واکنش MSR بوده است . و نهایتاً تصاویر TEM نیز نشان دادند که این پودر ، دارای ساختاری نزدیک به کروی و قطری در حدود 43 نانومتر می‌باشد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


 [1]     Kiessling, R. Fortschr. ehern. Forsch, Vol. 3, pp. 41, 1954, J. electrochem. Vol. 98, pp. 166, 1951, Acta ehern. Scand, Vol. 4, pp. 209, 1950.

 

[2]     Erdemir, M. Halter & G. R. Fenske, Vol. 205, pp. 236, 1997.

 

[3]     G. V. Samsonov, T. I. Serebryakova, V. A. Neronov, Boridi Izd. Atomizdat M, 1975.

 

[4]     A. Erdemir, M. Halter & G. R. Fenske, “Preparationofultralow - friction surface films on vanadium diboride”, Vol. 205, pp. 236-239, 1997.

 

[5]     E. Deligoz, K. Colakoglu & Y. O. Ciftci, “Lattice dynamical properties of ScB2, TiB2 and VB2 compounds”, Solid State Commun, Vol. 149, pp. 1843-1848, 2009.

 

[6]     X. Yu & S. Licht, “A novel high capacity, environmentally benign energy storage system: super-ion boride battery”, J. Power Sources, Vol. 179, pp. 407-411, 2008.

 

[7]     H. X. Yang, Y. D. Wang, X. P. Ai & C. S. Cha, “Metal borides: competitive high capacity anode materials for aqueous primary batteries”, Electrochem. Solid-State Lett, Vol. 7A, pp. 212-215, 2004.

 

[8]     Y. Wang, X. Y. Guang, Y. L. Cao, X. P. Ai & H. X. Yang, “Mechanochemical synthesis and electrochemical characterization of VBx as high capacity anode materials for batteries”, J. Alloys Compd, Vol. 501L, pp. 12-14, 2010.

 

[9]     P. Villars & L. D. Calvert, “Pearsons Handbook of Crystallographic Data for Intermetallic Phases”, ASM, Metals Park, OH, 2010/2011.

[10] A. L. Ivanovskii, “Mechanical and Electronic Properties of Diborides of Transition 3d-5d Metals from First Principles: Toward Search of Novel Ultra-Incompressible and Superhard Materials”, Prog. Mater. Sci., Vol. 57, pp. 184-228, 2012.

 

[11] L. Rao, E. G. Gillan & R. B. Kaner, “Rapid synthesis of transition-metal borides by solid-state metathesis”, J. Mater. Res, Vol. 10, pp. 353–361, 1995.

 

[12] L. Shi, Y. Gu, L. Chen, Z. Yang, J. Ma & Y. Qian, “Low-temperature synthesis of nanocrystalline vanadium diboride”, Mater. Lett, Vol. 58, pp. 2890–2892, 2004.

 

[13] J. W. Kim, J. H. Shim, J. P. Ahn, Y. W. Cho, J. H. Kim & K. H. Oh, “Mechanochemical synthesis and characterization of TiB2 and VB2 nanopowders”, Mater. Lett, Vol. 62, pp. 2461–2462, 2008.

 

[14]    م. قدیری، ع. سعیدی و ر. ابراهیمی کهریزسنگی، "خواص ساختاری و حرارتی سیستم آمورف Ti-Cu-Ni-Al تهیه شده به روش آلیاژسازی مکانیکی"، فصلنامه علمی پژوهشی فرآیندهای نوین در مهندسی مواد، سال هشتم، شماره دوم، تابستان 1393.

[15] G. B. Schaffer & P. G. McCormick, “Combustion synthesis by mechanical alloying”, Scripta Metall., Vol. 23, pp. 835–838, 1989.

 

[16] G. B. Schaffer & P. G. McCormick, “Reduction of metal oxides by mechamical alloying”, Appl. Phys. Lett, Vol. 55, pp. 45, 1989.

 

[17] G. B. Schaffer & P. G. McCormick, “Displacement reaction during mechanical alloying”, Met. Trans. Vol. 21A, pp. 2789-94, 1990.

 

[18] C. Suryanarayana, “Mechanical alloying and milling”, Progress in Materials Science, Vol. 46, pp. 1-184, 2001.

 

[19] P. Balaz, “Mechanochemistry in Nanoscience and Minerals Engineering, 1st ed. Springer Berlin Heidelberg”, Germany, 2008.

 

[20] O. Torabi, M. H. Golabgir & H. Tajizadegan, “An investigation on the formation mechanism of nano CrB2 powder in the Mg–B2O3–Cr2O3 system”, Int. Journal of Refractory Metals and Hard Materials, Vol. 51, pp. 50-55, 2015.

 

[21] O. Torabi, R. Ebrahimi-Kahrizsangi, M. H. Golabgir, H. Tajizadegan & A. Jamshidi, “Reaction Chesmistry in the Mg-B2O3-MoO3 System reactive Mixture”, Int. Journal of Refractory Metals and Hard Materials, Vol. 48, pp. 102-107, 2015.

 

[22] G. Golkar & S. M. Zebarjad, “Optimizing The Ignition Behavior of Microwave-Combustion Synthesized Al2O3/TiC Composite Using Taguchi Robust Desing Method”, Journal of Alloys and Compounds, Vol. 487, pp. 751-757, 2009.

 

[23] L. Takacs, “Self-sustaining reactions induced by ball milling: an overview”, Int. J. SHS, Vol. 18 pp. 276–282, 2009.

 

[24] V. Šepelák & K. Tkacova, “Mechanically induced structural disordering in spinel ferrites”, Acta Montanistica Slovaca, Vol. 3, pp. 266-272, 1997.

 

[25]    ع. زلفی گسمونی، ع. سعیدی و س. ا. ح. امامی، "بررسی تاثیر همزمان کربن و روی بر فرایند احیای مکانوشیمیایی اکسید مس"، فصلنامه علمی پژوهشی فرآیندهای نوین در مهندسی مواد، سال نهم، شماره چهارم، زمستان 1394.

 

[26] J. Wang, “In-Situ Production of Fe-TiC Composite”, Materials Letters, Vol. 61, pp. 4393-4395, 2007.

 

[27] C. Suryanarayana & M. G. Norton, “X-Rey Diffraction Apracticalapproach”, Plenum Pablishi Corporation, Vol. 204, pp. 351-361, 1998.

 

[28] ShiraniBidabadi, M. H. Enayati, E. Dastanpoor, R. A. Varin & M. Biglari, “Nanocrystalline intermetallic compounds in the Ni-Al-Cr system synthesized by mechanical alloying and their thermodynamic analysis”, Journal of Alloys and Compounds, Vol. 581, pp. 91–100, 2013.

 

[29] E. Hellstern & W. L. Johnson, “Nanocrystalline Metals Prepared by High-Energy Ball Milling”, Metallurgical Transactions, Vol. 21, pp. 23-33, 1990.