بررسی اثر پارامترهای فرایند تفجوشی پلاسمای جرقه ای ( SPS ) پودر تانتالم بر ریزساختار نمونه های تفجوشی شده

در مقاله حاضر پودر خالص تانتالم تحت فرایند تفجوشی پلاسمای جرقه ای در سه دمای 1600، 1800 و 2000 درجه سانتی گراد قرار گرفته و سپس هر یک از نمونه ها در دمای 1150 درجه سانتی گراد و زمان های 1 ، 2 و 4 ساعت عملیات حرارتی شدند. روش های چگالی سنجی، سختی سنجی، متالوگرافی توسط میکروسکوپ های نوری و الکترونی روبشی و نیز پراش پرتو ایکس و آنالیز عنصری جهت مشخصه یابی نمونه ها مورد استفاده قرار گرفت. نتایج نشان دادند که افزایش دما موجب افزایش چگالی می شود و تقریبا چگالش کامل 99/88% در نمونه فراوری شده در دمای 2000 درجه سانتیگراد حاصل شده است. به علاوه تحت تاثیر دما، به دلیل بیشتر شدن تحرک پذیری مرزدانه ها، اندازه کریستالیت ها هم بزرگ می شود. بررسی دقیق تر روند افزایش دما نشان می دهد بیشتر شدن دما موجب نفوذ عناصر ناخالصی و از بین رفتن انبساط شبکه می شود. تصاویر میکروسکوپی، مشخصه یابی عنصری و طیف سنجی پرتوی ایکس نشان می دهند که فازهای کاربیدی در سطح نمونه (در اثر قالب گرافیتی) وجود دارند. همچنین حضور فازهای اکسیدی داخل نمونه (در اثر ناخالصی پودر اولیه) تایید می شود. در دمای ثابت عملیات حرارتی با افزایش زمان عملیات حرارتی یک کمینه وجود دارد (کمینه 83 / 2 ± 268 برینل برای نمونه 2000 درجه سانتیگراد و دو ساعت عملیات حرارتی شده). علت کاهش در مقادیر سختی می تواند مربوط به رسوب فاز محلول تانتالم و اکسیژن باشد.افزایش زمان عملیات حرارتی، موجب افزایش سختی می شود که علت آن پیرسختی است. نتایج چگالی سنجی نشان می دهند که افزایش دمای تفجوشی موجب بهبود چگالش می شود و در دمای 2000 درجه سانتیگراد تقریبا چگالش کامل صورت می گیرد که علت این امر تغییر شکل پلاستیک و خزش نفوذی است.

کلیدواژه ها:

تانتالم ، تفجوشی پلاسمای جرقه ای ، زمان عملیات حرارتی ، دمای تفجوشی