بررسی تاثیر افزودن نانو ذرات زیرکونیا بر چگالش و خواص مکانیکی کامپوزیت پایه ZrB۲-SiC
پژوهشگر: ناصر پور محمدی وفا
استاد راهنما: دکتر مهدی قاسمی کاکرودی، دکتر محمد رضوانی
استاد مشاور: دکتر حسین آقاجانی
دانشگاه تبریز
تابستان ۱۳۹۴
چکیده:کامپوزیت های ZrB۲-SiC-ZrO۲ با نسبت های حجمی زیرکونیا بر کاربید سیلیسیم ۲/۰، ۵/۰ و ۰/۱ با طراحی آزمایش تاگوچی و به روش پرس گرم تولید شدند. پرس گرم کامپوزیت ها در دماهای ۱۷۰۰، ۱۷۷۵ و ۱۸۵۰ درجه سانتیگراد به مدت زمان ۳۰، ۶۰ و ۹۰ دقیقه تحت فشار ۸، ۱۲ و ۱۶ مگاپاسکال انجام شد. کامپوزیتهای پرس گرم شده دارای ریزساختار همگن بوده و هیچ گونه ناخالصی قابل شناسایی در فرآیند مخلوط سازی وارد مخلوط پودری نشد. با استفاده از تحلیل های آماری تاثیر دما، زمان نگهداری، فشار اعمالی و نسبت حجمی زیرکونیا بر کاربید سیلیسیم بر چگالی و سختی بررسی شد. در میان متغیرها، دمای پرس گرم بیشترین تاثیر را بر چگالش و سختی نمونه ها داشت. بیشینه چگالی نسبی (۰۹/۹۸ درصد) و بیشینه سختی (۳۶/۱۵ گیگاپاسکال) برای کامپوزیت پرس گرم شده در دمای ۱۸۵۰ درجه سانتیگراد به مدت ۹۰ دقیقه با فشار ۱۲ مگاپاسکال با نسبت حجمی زیرکونیا بر کاربید سیلیسیم ۲/۰ به دست آمد. در میان کامپوزیت های پرس گرم شده، چقرمگی شکست تنها برای همین کامپوزیت قابل اندازه گیری و مقدار آن برابر با ۷/۶ مگاپاسکال جذر متر بود. بررسی های ریزساختاری، پیدایش فاز جدید کاربید زیرکونیم بر روی سطح ذرات SiC را مشخص کرد که به سبب واکنش میان نانو ذرات ZrO۲ و ذرات SiC تولید می شود. فاز بین سطحی کاربید زیرکونیم مانند یک لایه چسبنده میان ذرات ZrB۲ و SiC که به چگالش کمک میکند، کارایی دارد.