تاثیر میزان گرافن بر چقرمگی شکست کامپوزیت های زمینه کاربید سیلیسیوم

کاربید سیلیسیوم دارای خواص منحصر به فردی از قبیل دمای ذوب، سختی، مدول الاستیک و هدایت حرارتی بالا چگالی کم و مقاومت مناسب در برابر خوردگی و اکسیداسیون می باشد که آن را گزینه ای مناسب جهت کاربرد های مهندسی در دمای بالا نموده است. با توجه به سینتر پذیری ضعیف کاربید سیلیسیوم از افزودنی های مناسب همچون گرافن برای سینتر این ماده سرامیکی بهره می برند.گرافن با توجه به خواص مکانیکی و حرارتی عالی می تواند با قرارگیری در مرز دانه ها سبب فعال شدن مکانیسم های رشد ترک شده و منجر به افزایش چقرمگی شکست گردد. در این مطالعه تاثیر افزودن گرافن به عنوان افزودنی بر مکانیسم های رشد ترک و چقرمگی شکست نمونه های سینتر شده کامپوزیت با ماتریس کاربید سیلیسیوم مورد بررسی قرار گرفت. برای بررسی ریزساختار از تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی نشر میدانی استفاده شد. بر اساس نتایج، بالاترین چقرمگی شکست به میزان MPa×m۱/۲ ۴.۴ در نمونه حاوی یک درصد وزنی گرافن به دست آمد. از جمله مکانیسم های فعال موثر بر بهبود چقرمگی شکست سرامیک های کاربید سیلیسیوم می-توان به انحراف ترک و پل زنی ترک اشاره کرد. همچنین اختلاف انبساط حرارتی بین زمینه کاربید سیلیسیوم و گرافن که منجر به تشکیل تنش های باقیمانده در بین دانه های زمینه و تقویت کننده می شود نیز در بهبود خواص مکانیکی از جمله چقرمگی شکست تاثیرگذار است.

کلیدواژه ها:

کاربید سیلیسیوم ، گرافن ، سینتر بدون فشار ، چقرمگی شکست ، مکانیسم رشد ترک