ساخت و بررسی قطعات کامپوزیتی C/Cf-ZrB۲-ZrC-SiC و C/Cf-ZrB۲-SiC مقاوم در برابر فرسایش با روش زینتر بدون فشار

در این پژوهش هدف دستیابی به قطعات کامپوزیتی مستحکم و مقاوم به فرسایش و تخریب حرارتی C/Cf-ZrB۲-ZrC-SiC و C/Cf-ZrB۲-SiC با روش زینتر بدون فشار می باشد. نمونه های C/Cf- ZrB۲-SiC با استفاده از پودر های سنتز شده ZrB۲ و SiC بین لایه هایی از پارچه ی کربنی آغشته شده به رزین تهیه شدند. بعد از پرس شدن با فشار ۵ بار در دمای °C ۱۶۰۰و به مدت ۲ ساعت در کوره اتمسفر کنترل تحت اتمسفر Ar عملیات حرارتی شدند. در مرحله بعد برای بررسی تاثیر اضافه شدن ZrC و مقایسه با نمونه های     C/Cf-ZrB۲-SiC ، قطعات کامپوزیتی C/Cf-ZrB۲-ZrC-SiC نیز تهیه شدند. این کار با سنتز پودر سرامیکی ZrB۲-ZrC-SiC بین لایه هایی از پارچه های کربنی با استفاده از زیرکون (ZrSiO۴)،B۴C ، کربن اکتیو، با حضور و بدون حضور Si به همراه الیاف کربنی خرد شده صورت پذیرفت. به این منظور پودر های آماده شده پس از آسیاب تر و خشک شدن به همراه رزین میان پارچه های کربنی پاشیده شده و نمونه های حاصل پس از ۲۰ لایه تحت فشار ۵ بار پرس سرد قرار گرفتند. نمونه ها بعد از پرس و یافتن استحکام خام به کوره اتمسفر کنترل تحت اتمسفر Ar منتقل شده و در دمای °C ۱۶۰۰ به مدت ۲ ساعت تحت عملیات حرارتی قرار گرفتند. به منظور بررسی خواص ریزساختاری و فازی نمونه ها از میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) و آنالیز پرتو اشعه ایکس (XRD)، و برای بررسی خواص مکانیکی و مقاومت به اکسیداسیون کامپوزیت ها ازآزمون استحکام خمشی سه نقطه ای و شعله اکسی استیلن استفاده شد. نرخ فرسایش خطی نمونه های C/Cf-ZrB۲-SiC و C/Cf-ZrB۲-SiC-ZrC در آزمون فرسایش با شعله اکسی استیلن به ترتیب مقادیر۱۶/۲ و۷۴/۱ μm/s و نرخ فرسایش جرمی به طور میانگین ۲۸/۳ و ۴۱/۲ (g/s*۱۰-۴) اندازه گیری شد. هم چنین مقدار چگالی میانگین برای نمونه های  C/Cf- ZrB۲-SiCو C/Cf-ZrB۲-SiC-ZrC به ترتیب مقادیر ۶۷/۴ و ۰۳/۵ gr/cm۳، و استحکام خمشی به ترتیب ۳۰۳ و ۲۴۵ Mpa به دست آمد.

کلیدواژه ها:

C/Cf-ZrB۲-ZrC-SiC ، ablation-resistant ، C/Cf-ZrB۲-SiC ، pressureless sintering ، UHTCs ، C/Cf-ZrB۲-ZrC-SiC ، مقاومت به فرسایش ، C/Cf-ZrB۲-SiC ، زینتر بدون فشار ، UHTCs