مهندسی متالورژی و مواد

مهندسی متالورژی و مواد

نانوپودر تولیدی از براده حاصل از ماشینکاری Ti6Al4V: اثر ترکیب درصد وزنی گلوله‌ها در فرآیند آلیاژسازی مکانیکی

نوع مقاله : علمی و پژوهشی

نویسندگان
1 گروه علوم و مهندسی مواد، دانشکده مهندسی،دانشگاه ارومیه،
2 گروه مهندسی پلیمر، دانشکده مهندسی،دانشگاه ارومیه،
چکیده
این تحقیق با هدف بهینه‌سازی فرآیند بازیافت ضایعات ماشین‌کاری آلیاژ Ti6Al4V، به بررسی عملکرد آسیاب‌ مکانیکی به‌عنوان روشی نوین در تولید نانوپودر پرداخته است. براده‌های آلیاژ Ti6Al4V با کمک آسیاب گلوله‌ای سیاره‌ای پودر شدند. در این تحقیق تأثیر ترکیب درصد وزنی گلوله‌ها با دو اندازه مختلف (14 و mm 10 در حالی‌که مجموع وزن کل گلوله‌ها ثابت است با درصد وزنی 25–75، 50–50 و 75–25) بر مورفولوژی، اندازه کریستالیت و ترکیب فازی پودر تولیدی مورد بررسی قرار گرفت. پودر تولید شده با استفاده از آنالیز پراش اشعه ایکس، میکروسکوپ الکترونی روبشی و طیف سنجی انرژی پراش اشعه ایکس ارزیابی شد. نتایج پراش اشعه ایکس نشان داد که پودر حاصل از آسیاب‌کاری حاوی فاز اکسید تیتانیوم به‌ همراه ناخالصی جزئی آهن بوده و اندازه کریستالیت در محدوده زیر nm 100 می‌باشد. همچنین درصد فازها و اندازه کریستالیت در ترکیب پودر تولید شده با استفاده از روش ریتولد مشخصه‌یابی شد. افزایش درصد وزنی گلوله‌های ریز در ترکیب موجب کاهش اندازه کریستالیت و بهبود توزیع اندازه ذرات پودر گردید. آنالیز طیف سنجی انرژی پراش اشعه ایکس نشان داد که پارامترهای تغییر داده شده روی خلوص پودر تولیدی اثر گذار بوده به نحوی که در نمونه با نسبت (۷۵–۲۵) میزان تیتانیوم 9/69 درصد وزنی می‌باشد. این مطالعه نشان می‌دهد که امکان تولید نانوپودر TiO2 با استفاده از روش اقتصادی آسیاب‌کاری مکانیکی و همچنین بهینه نمودن عوامل موثر بر آن فراهم بوده که در کاربردهای مختلف نظیر صنعت رنگ و ساختمان قابل استفاده است.
کلیدواژه‌ها
موضوعات

عنوان مقاله English

Nanopowder Produced from Machining Chips of Ti6Al4V: Effect of Ball-to-Powder Weight Ratio in the Mechanical Alloying Process

نویسندگان English

seyyed amirreza alavizadeh 1
Sevda Teimourpour 1
mehrdad shahbaz 1
majid kavanlouei 1
hossein abdollahi 2
1 Department of Materials Science and Engineering, Faculty of Engineering, Urmia University,
2 Department of Polymer Engineering, Faculty of Engineering, Urmia University,
چکیده English

This study aims to optimize the recycling process of Ti6Al4V machining waste by investigating mechanical milling as a novel approach for producing nanopowders. The Ti6Al4V chips were subjected to planetary ball milling. The effect of varying the weight ratio of milling balls with two different sizes (14 and 10 mm) on the morphology, crystallite size, and phase composition of the resulting powders, while keeping the total ball weight constant at 25-75, 50-50, and 75-25 ratios, was examined. The produced powders were characterized using X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM), and energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDAX). XRD results revealed that the milled powders contained titanium oxide phases, along with minor iron impurities, and had crystallite sizes of less than 100 nm. Furthermore, the quantitative phase fractions and crystallite sizes of the powders were determined by the Rietveld refinement method. An increased proportion of smaller balls in the milling media resulted in a reduction of crystallite size and an improved particle size distribution. EDS analysis demonstrated that the milling parameters influenced the purity of the powders, with the sample produced under the 25-75 ball ratio exhibiting a titanium content of 69.9 wt%. This study highlights the feasibility of producing TiO₂ nanopowders via a cost-effective mechanical milling method while optimizing the controlling parameters, making it suitable for potential applications in industries such as paints and construction.

کلیدواژه‌ها English

Mechanical Alloying
Nanopowder
Recycling
Chips
Ti6Al4V
 
 
ارسال نظر در مورد این مقاله
نام را وارد کنید.
نشانی پست الکترونیکی را به درستی وارد کنید.
وابستگی سازمانی را به درستی وارد کنید.
توضیحات را وارد کنید (حداقل 50 حرف)
CAPTCHA Image
شناسه امنیتی را به درستی وارد کنید.