در این پژوهش، اثر افزودن آلومینا به عنوان رقیق کننده بر سنتز احتراقی خود انتشار دما بالای فعال شده مکانیکی کامپوزیت آلومینا- دی بوراید زیرکونیم بررسی شد. بدین منظور، مخلوط ترمیت شامل آلومینیوم، اکسید زیرکونیم، اسید بوریک و مقادیر متفاوت اکسید آلومینیوم (0، 3، 6 و 9 درصد وزنی) به عنوان ماده اولیه استفاده و برای 5 ساعت فعال سازی مکانیکی شد، سپس تف جوشی در کوره در دمای 650 درجه سانتی گراد انجام شد. نتایج نشان داد که با افزایش اکسید آلومینیوم تا 6 درصد وزنی، شدت قله گرماگیر در منحنی های تحلیل گرماسنجی افتراقی افزایش، اما با افزودن مقادیر بیش تر، شدت قله کاهش می یابد. در این حالت، توزیع یکنواخت تر ذرات دی بوراید زیرکونیم با اندازه دانه ظریف تر مشاهده شد.

در این پژوهش پوشش کامپوزیتی Al-Al2O3 با استفاده از فرایند پاشش سرد روی ورق آلیاژ Al-7075-T6 ایجاد شد. برای این منظور پودر آلومینیوم خالص و پودرهای Al2O3 با درصد وزنی 25، 50 و 75 مخلوط شدند. پوشش دهی با استفاده از گاز نیتروژن در دمای C° 300، فشار 30 بار و فاصله ی پاشش mm 20 انجام شد. اثر افزودن درصدهای مختلف پودر Al2O3 برکیفیت و خواص پوشش های حاصل بررسی شد. مشخصات ریزساختاری پوشش ها با میکروسکوپ الکترونی روبشی، ریز سختی سنجی، پراش سنجی پرتو ایکس و نرم افزار تحلیل تصویر مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که با افزایش درصد ذرات تقویت کننده، به دلیل شکستن و خرد شدن ذرات بزرگ تر و هم-چنین عدم اتصال مناسب ذرات سخت تقویت کننده با زمینه، مقدار تخلخل پوشش افزایش می یابد. از طرف دیگر، با افزایش درصد وزنی پودر Al2O3 در مخلوط پودر اولیه، توزیع این ذرات در پوشش یکنواخت تر شده و سختی پوشش افزایش می یابد. سختی پوشش حاصل از پودر کامپوزیتی Al-75wt. %Al2O3 برابر با HV 104 است که در مقایسه با پوشش آلومینیوم خالص بیش از 85 درصد افزایش را نشان می دهد. نتایج آزمون پراش پرتو ایکس نمایانگر ریزدانه شدن ساختار و عدم اکسیداسیون و تبدیل فازی در پوشش های خالص و کامپوزیتی است.

در این تحقیق تولید کامپوزیت های TiAl–Al2O3 و TiAl-Al2O3-Ti2AlC به روش سنتز انفجاری مورد مطالعه قرار گرفت. این کامپوزیت ها به طور موفقیت آمیزی با استفاده از پودرهای اولیه TiO2، Al و C سنتز شدند. برای مشخصه یابی محصول کامپوزیتی تولید شده از آنالیز تفرق اشعه ایکس (XRD) و جهت بررسی ریزساختار و تایید فازهای تشکیل شده از میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) مجهز به آنالیز EDS استفاده گردید. نتایج نشان داد که واکنش ترمیتی TiO2 با Al باعث تولید درجای کامپوزیت TiAl- Al2O3 می شود. با افزودن کربن به مخلوط ترمیتی، امکان تولید مستقیم Ti2AlC بدون تشکیل محصولاتی نظیر TiC حاصل می شود. به دلیل وجود مقدار کم کربن در مخلوط ترمیت، Ti2AlC از TiAl مذاب در مجاورت ذرات کربن رسوب می کند. تصاویر SEM نشان داد که کامپوزیت TiAl - Al2O3 دارای ذرات Al2O3 یکنواخت و کوچکتر از 1 μm در زمینه آلومیناید تیتانیوم می باشد و در مورد کامپوزیت TiAl–Al2O3 –Ti2AlC  یک ریزساختار ورقه ای با دانه های کشیده حاصل می شود.

در این تحقیق، فوم پلی استایرن به صورت ناپیوسته و با اشباع نمودن آن از یک گاز خنثی و ایجاد یک ناپایداری ترمودینامیکی بسیار سریع تولید گردید. همچنین، فرآیند ساخت فوم نانوکامپوزیت پلی استایرن - اکسید آلومینیوم (عامل هسته زا) به کمک گاز نیتروژن در حالت فوق بحرانی (به عنوان عامل حفره زا)، نحوه هسته گذاری، رشد و اندازه متوسط حباب ها به کمک میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) بررسی و با نمونه پلی استایرن خالص مقایسه گردید. نتایج نشان دادند که با حضور نانوذرات، اندازه نهایی و نیز سرعت رشد حباب ها کاهش می یابد. همچنین اندازه و توزیع حباب ها در فوم های نانوکامپوزیتی بسیار یکنواخت تر از فوم پلی استایرن خالص بود.

در سال های اخیر، تحقیقات زیادی در زمینه استفاده از فرایند مکانوشیمیایی برای سنتز مواد پیشرفته صورت گرفته است. در این تحقیق، نانوکامپوزیت Al2O3-TiN به روش مکانوشیمیایی و با استفاده از ماده ارزان قیمت TiO2 (به جای تیتانیوم خالص که خیلی گران است) تولید شد. از پودرهای اکسید تیتانیوم و آلومینیوم به عنوان مواد اولیه استفاده شد. آسیابکاری در آتمسفر نیتروژن با فشار 5 آتمسفر انجام شد و محصولات به دست آمده با پراش اشعه ایکس (XRD) و میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) مورد ارزیابی قرار گرفتند. نتایج حاصل از آسیابکاری نشان داد در اولین مرحله از فرایند سنتز، اکسید تیتانیوم با آلومینیوم احیا می شود و در ادامه فرایند، تیتانیوم تولیدی با نیتروژن واکنش انجام می دهد. هنگامی که نسبت مولی آلومینیوم به اکسید تیتانیوم برابر 2.1 و 3.1 باشد، پس از 20 ساعت آسیابکاری، قله های نیترید تیتانیوم در نتایج XRD نمایان می شود. همچنین نتایج نشان داد آسیابکاری منجر به تشکیل ذرات ریز و کروی می شود.

یکی از مهمترین روش های تولید مواد و پوشش های اکسیدی، اکسیداسیون به روش پلاسمای الکترولیتی (PEO) است. پوشش های ایجاد شده بر روی آلومینیم در روش PEO دارای دو آلتروپی α-Al2O3 و γ-Al2O3می باشند که پوشش های حاوی آلوتروپی α-Al2O3 دارای سختی و مقاومت به سایش بهتری هستند. بنابراین هدف اصلی تحقیق حاضر بهینه سازی آلوتروپی اکسید آلومینیم در جهت افزایش مقدار α-Al2O3 در پوشش ایجاد شده به روش PEO است. در تحقیق حاضر از آلومینیم 1050 به عنوان فلز پایه و از موادی چون هیدراکسید پتاسیم، پیروفسفات سدیم و آلومینات سدیم به عنوان موا تشکیل دهنده الکترولیت استفاده شده است. برای بهینه سازی داده ها از روش طراحی آزمایش RSM و به کمک نرم افزار Design Expert 7 استفاده شد که مقدار هیدراکسید پتاسیم، پیروفسفات سدیم و آلومینات سدیم متغیر های مستقل تحقیق و سختی و نسبت بلندترین پیک آلوتروپی α-Al2O3 به بلندترین پیک آلوتروپی γ-Al2O3 متغیر وابسته تحقیق هستند. نتایج تحقیق حاضر نشان میدهد که ترکیب الکترولیت بهینه در جهت ایجاد بیشترین مقدار فاز α-Al2O3 دارای 9/2 گرم بر لیتر KOH، 15/1 گرم بر لیتر پیروفسفات سدیم و 34/0 گرم بر لیتر آلومینات سدیم است که نسبت شدت پیک α-Al2O3 (در آزمون XRD) بر پیک γ-Al2O3 در حالت بهینه 622/0 و مقدار سختی 1648 ویکرز می باشد.