กลไกการก่อตัวของไทเทเนียมคาร์โบไนไตรด์ โดยกระบวนการทางความร้อน

Abstract

บทคัดย่อ

ไทเทเนียมบริสุทธิ์ 99.7 % ผ่านการทำคาร์โบไนไตรเดชันในแก๊สผสมอะซิทิลีน-แอมโมเนีย เป็นเวลา 2 ชั่วโมง ในช่วงอุณหภูมิ 1,150 - 1,250 องศาเซลเซียส ด้วยอัตราการไหลของแก๊สอะซิทิลีนและแอมโมเนียคงที่เท่ากับ 0.4 และ 10 ลูกบาศก์เซนติเมตรต่อวินาที ตามลำดับ  จากนั้นตรวจสอบลักษณะเฉพาะของสารตัวอย่างโดยใช้เครื่องวัดความแข็งแบบนูป (HK)  กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราด (SEM) การเลี้ยวเบนรังสีเอกซ์(XRD) และการวิเคราะห์การกระจายพลังงานรังสีเอกซ์ (EDX)  พบเฟสของ TiC_0.7N_0.3 TiC_0.3N_0.7 และ TiN ซึ่งสอดคล้องกับผลของ EDX ค่าความแข็งแบบนูปสูงสุดมีค่าเป็น 3.2 เท่าของสารที่ไม่ได้ทำคาร์โบไนไตรด์  ภาพจากกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราดของสารที่ผ่านการทำคาร์โบไนไตรเดชันแสดงถึงความหยาบของพื้นผิว

คำสำคัญ : ไทเทเนียมไนไตรด์, ไทเทเนียมคาร์โบไนไตรด์, ความแข็งแบบนูป, คาร์โบไนไตรเดชัน

Abstract

Titanium purity 99.7% was carbonitrided in acetylene-ammonia mixtures for 2 h at a temperature range of 1,150-1,250 °C. Flow rate of acetylene and ammonia was set constantly at 0.4 and 10 cm³.s^-1, respectively. The samples were then characterized by Knoop hardness (HK) tester, a scanning electron microscope (SEM), an x-ray diffraction (XRD) and energy dispersive x-ray (EDX) analyzer. The XRD patterns showed that TiC_0.7N_0.3, TiC_0.3N_0.7 and TiN phases which was in agreement with the EDX results. The maximum Knoop hardness value was 3.2 times of the non-carbonitrided sample. The SEM micrographs of the nitride and carbonitride samples showed a rough surface.

Keywords : TiN, TiCN, Knoop hardness, Carbonitridation