بررسی تأثیر همزمان ذرات SiC نانو و میکرون بر استحکام خمشی و رفتار سینتر بدون فشار کامپوزیت بر پایه دیبورید زیرکونیم (ZrB2 (تقویتشده با نیترید آلومینیوم (AlN)
نویسندگان
1 دانشگاه صنعتی مالک اشتر، مجتمع مواد و فناوریهای ساخت پژوهشکده سرامیک، تهران، ایران.
2 دانشگاه صنعتی مالک اشتر، مجتمع مواد و فناوریهای ساخت پژوهشکده سرامیک، تهران، ایران.
doi
10.30501/jamt.2017.70370چکیده
در این تحقیق، نانوکامپوزیت ZrB2-SiCبه روش سینتر بدون فشار تولید گردید. از پودر AlN در مقیاس میکرون به عنوان افزودنی اسـتفاده شـد. بـه منظور بررسی تأثیر حضور همزمان ذرات SiC نانو و میکرون ابتدا پودر ZrB2به همراه درصدهای مختلف از SiC نانو و میکرون در آسیاب سیارهای با به مـدت دو ساعت با سرعت 200rpm آسیاب شدند. مخلوط حاصل پس از پرس گرم اولیه در دمای 80oC و فشار 100MPa تحت فرآیند پرس ایزواستاتیک سرد (CIP) قرار گرفته و در دمای 2150 درجه سانتیگراد سینتر شد. به منظور تعیین نسبت بهینه SiC نانو به میکرون، چگالی نسبی، سختی و چقرمگی نمونه ها اندازه گیـری شد. سپس، ذرات AlN به کامپوزیت ZrB2-SiC اضافه شده و ریزساختار و خواص مکانیکی آن مورد بررسی قرار گرفت. نتایج حاصل شده از تمامی نمونه ها در ترکیبات مختلف نشان می دهند که با تغییر درصد حجمی SiC نانو از 20 درصد حجمی نانو به 15درصد نانو و پنج درصد میکرون، کاهش در تخلخل و افزایش در چگالی رخ می دهد. با بررسی ریزساختاری و اندازه گیری خواص مکانیکی نمونه ها بیشترین سختی و چقرمگی شکست نیز، در ترکیب دارای به ترتیـب 15 و 5 درصد حجمی SiC نانو و میکرون و با مقادیر 15/9Gpa و 4/9 Mpa.m1/2 مشاهده شد. با افزودن ذرات 7/5 درصـد حجمـی AlN چگـالی بـه 98/1 درصـد و مقادیر سختی و چقرمگی شکست به 17/1GPa و 5/7 Mpa.m1/2 افزایش یافت .
