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학술저널
저자정보
Arman Ahmadi‑Binahri (Iran University of Science and Technology) Mandana Adeli (Iran University of Science and Technology) M. Reza Aboutalebi (Iran University of Science and Technology) Sergey Krasikov (Russian Academy of Sciences)
저널정보
대한금속·재료학회 Metals and Materials International Metals and Materials International Vol.28 No.6
발행연도
2022.6
수록면
1,499 - 1,507 (9page)
DOI
10.1007/s12540-021-01047-x

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In this study, the application of thermite reactions in Nb2O5?Al system in the fabrication of novel NbAl3/Al2O3 compositeswas investigated. Combining the thermite reactions with self-propagating high-temperature synthesis (SHS) techniquein compressed powder mixtures of Nb2O5+ Al resulted in layer-by-layer progress of the exothermic reaction, controlledformation of the desired products and their coexistence in each reacted layer. Characterization of the products using X-raydiffraction (XRD), scanning electron microscopy and energy dispersive X-ray spectroscopy (SEM-EDS) techniques showedthat all samples were composed of a metallic matrix including NbAl3as the main compound, along with Al2O3as ceramicreinforcing phase. Differential thermal analysis (DTA) analysis was used to study the mechanism of reaction using bothstoichiometric and over-stoichiometric amounts of aluminum. The effect of such parameters as stoichiometry and greendensity of the samples on the combustion temperature, formed phases, microstructure, and hardness of the obtained compositeswas investigated using samples with stoichiometric as well 20 wt% and 40 wt% excess aluminum, and samples withgreen densities of 75%, 85%, and 95% of theoretical maximum density (TMD). The presence of excess aluminum resultedin prolonged reaction times, lower combustion temperatures, and lower mean values of hardness. While the variations ingreen density had no remarkable effect on the microstructural features of products within the density range under study, themost intensive reactions, highest combustion temperature, and highest mean value of hardness were encountered in sampleswith green density of 85%TMD.
#Thermite reaction · NbAl3?Al2O3 composite · Self-propagating #high-temperature synthesis (SHS) · Microstructure · Hardness

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