بررسی تأثیر ترکیب شیمیایی افزودنی‌ها بر خواص فیزیکی، مکانیکی و ساختاری نانوکامپوزیت SiC-TiB2 تقویت شده با نانوذرات نقاط کوانتومی گرافن (GQD)

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری، مهندسی مواد و متالورژی، دانشگاه صنعتی امیرکبیر، تهران.

2 استاد، مهندسی مواد و متالورژی، دانشگاه صنعتی امیرکبیر، تهران.

3 استاد، مرکز مواد و تکنولوژی کامپوزیت، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، تهران.

doi
10.22068/jstc.2026.2083517.1950
چکیده

این پژوهش به تولید کامپوزیت‌ زمینه کاربید سیلیسیم می‌پردازد و تأثیر افزودنی‌های دی بورید تیتانیم و نقاط کوانتومی گرافن (GQD) برای افزایش ویژگی‌های مکانیکی، فیزیکی و ساختاری را مورد بررسی قرار می‌دهد. هدف از این پژوهش، تولید کامپوزیت‌ SiC-TiB2-GQD با خواص فیزیکی و مکانیکی بالا همچون چقرمگی شکست و مدول یانگ بالاتر نسبت به کاربید سیلیسیم خالص می‌باشد. طراحی آزمایش با استفاده از روش تاگوچی انجام شد و نهایتا 23 عدد نمونه با ترکیب شیمیایی متفاوت تهیه شد و قطعات نهایی بعد از عملیات پرس هیدرولیک به شکل قرص تولید شدند. نمونه‌های تولید شده با مقادیر مختلف از افزودنی‌ها و نیز مقدار متناسب از پودر زمینه‌ی کاربید سیلیسیم تهیه و تحت عملیات سینتر در دمای 2150 درجه‌ سانتی‌گراد قرار گرفتند. با بررسی‌های ریزساختاری، شکست‌نگاری، خواص مکانیکی و فیزیکی شرایط بهینه برای تولید این کامپوزیت‌ها تعیین شد. نهایتاً بالاترین میزان چقرمگی شکست (6.13MPa.m1/2) و مدول یانگ (523MPa) برای نمونه‌ی حاوی20 درصد وزنی TiB2 و 0.3 درصد وزنی GQD حاصل شد.