بررسی ریز ساختار و سینتر پذیری کامپوزیت های زمینه SiC تقویت شده با گرافن و نانوذرات β-SiC به روش بدون فشار

کاربید سیلیسیوم (SiC) به دلیل دارا بودن خواص مطلوبی مانند دمای ذوب، سختی، مدول الاستیک و هدایت حرارتی بالا، مقاومت مناسب در برابر خوردگی و اکسیداسیون و چگالی کم، یک ماده موثر برای کاربرد های مهندسی در دمای بالا است. با این وجود، سینتر پذیری ضعیف و چقرمگی کم استفاده از آن را محدود می کند، که می توان با استفاده از افزودنی های مناسب بر آن غلبه کرد. در این مطالعه تاثیر مقادیر مختلف نانو ذراتβ-SiC (۰ تا ۱۵ درصد وزنی) به همراه یک درصد وزنی گرافن بر ریزساختار و رفتار سینتر پذیری کامپوزیت α-SiC مورد بررسی قرار گرفته است. پس از توزین، مواد اولیه در آسیاب سیاره ای در محیط اتانول مخلوط گردیدند. سپس مواد خشک شده و الک گردیده و به صورت تک محوری تحت فشار ۷۵ مگاپاسکال فشرده شده و سپس مجددا از طریق فشار ایزواستاتیک سرد (CIP) تحت فشار ۱۵۰ مگاپاسکال آماده شدند. نمونه ها در دمای ۲۲۰۰ درجه سانتیگراد به مدت ۲ ساعت سینتر شدند. برای بررسی فاز ها از آنالیز پراش اشعه ایکس (XRD) و برای بررسی ریزساختار از تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی نشر میدانی (FESEM) استفاده شد. با توجه به الگو های پراش اشعه ایکس، ذرات β-SiC به α-SiC تبدیل شدند که با افزایش طول دانه های SiC همراه بود. همچنین، هیچ واکنشی بین گرافن و ماتریس SiC مشاهده نشد. در نمونه حاوی ۵ درصد وزنی نانوβ-SiC و یک درصد وزنی گرافن، تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی نشر میدانی، توزیع یکنواختی از ذرات تقویت کننده را نشان دادند، همچنین در این نمونه خواص اندازه گیری شده شامل چگالی نسبی و انقباض خطی با بالاترین میزان به ترتیب ۰۴/۹۹ درصد و ۰۱/۱۸ درصد گردید.

کلیدواژه ها:

کاربید سیلیسیوم ، گرافن ، سینتر بدون فشار ، نانو ذرات ، ریزساختار