تأثیر افزودن ZrC در فرآیند تف‌جوشی بدون فشار کامپوزیت هیبریدی ZrB2-SiCn/SiCm-Si3N4 بر خواص فیزیکی، مکانیکی و مکانیزم رشد ترک آن

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری، مجتمع دانشگاهی مواد و فناوری‌های ساخت، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، تهران، ایران.

2 دانشیار، مجتمع دانشگاهی مواد و فناوری‌های ساخت، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، تهران، ایران.

doi
10.71753/ma.2024.1120898
چکیده

توجه به سرامیک‌های فوق دمابالا به دلیل فناوری‌های قرن بیست و یکم و تلاش برای ساخت سامانه‌های حفاظت حرارتی قابل‌استفاده مجدد و سایر ترکیبات موردنیاز برای نسل‌های آینده وسایل نقلیه هوا فضایی مافوق صوت، به میزان قابل‌توجهی افزایش یافته است. در این پژوهش افزودن کاربید زیرکونیم (ZrC) به‌عنوان تقویت‌کننده در مقادیر 5 تا 40 درصد حجمی بر رفتار خواص مکانیکی و مکانیزم رشد ترک ZrB 2 -SiC n/m (دارای 3 درصد حجمی سیلیکون نیترید Si 3 N 4 ) موردبررسی قرار گرفت. جهت ارزیابی از سختی سنجی ویکرز، چگالی ارشمیدس و تصاویر میکروسکوپی الکترونی روبشی استفاده شد. نتـایج نشان داد؛ میزان انقباض حجمی با افزایش میزان ZrC کاهش می‌یابد. بالاترین افزایش چگالی نسبی نمونه­ها با افزایش مقدار ZrC در نمونه ZrB 2 -SiC n/m -30%ZrC به میزان (04/97) درصد است. با توجه به این‌که ترك نمي­تواند از ميان ذرات ZrC عبور کند؛ این ذرات از طريق دو سازوکار تغيير مسير ترك و پل‌زنی ترك باعث افزايش چقرمگي مي­شوند. همچنین نمونه حاوی 30 درصد حجمی ZrC بیشترین مقدار چقرمگی شکست (MPa.M 1/2 26/4) و سختی (GPa 3/16) را دارد.