Oxidation Behavior of HfB۲-SiC-Nd۲O۳ Ultra-High Temperature Composite Sintered through SPS Process

سال انتشار: 1401
نوع سند: مقاله ژورنالی
زبان: انگلیسی
مشاهده: 189

فایل این مقاله در 11 صفحه با فرمت PDF قابل دریافت می باشد

استخراج به نرم افزارهای پژوهشی:

لینک ثابت به این مقاله:

شناسه ملی سند علمی:

JR_ACERPT-8-2_001

تاریخ نمایه سازی: 23 مهر 1401

چکیده مقاله:

The current study aims to fabricate HfB۲-۳۰ vol. % SiC and HfB۲-۳۰ vol. % SiC-۲ vol. % Nd۲O۳ composites through Spark Plasma Sintering (SPS) method at ۱۹۵۰ °C for ۱۰ min. The oxidation behavior of the prepared composites was investigated at ۱۴۰۰ °C and different times namely ۴, ۸, ۱۲, and ۱۶ hours. The relative density, hardness, toughness, and strength of the HfB۲-۳۰ vol. % SiC composite increased from ۹۸.۵ %, ۲۰.۱۹ GPa, ۴۱۴.۹ MPa, and ۴.۳۶ MPa.m۰.۵ up to ۹۹.۱ % , ۲۴.۴۷ GPa, ۴۸۵ .۵ MPa, and ۴.۹۳MPa.m۰.۵ for HfB۲-۳۰ vol. % SiC-۲ vol. % Nd۲O۳ composite, respectively. After ۱۶ hours of oxidation, SiO۲ layer, which was extremely thick, was produced locally on the oxidized HfB۲-۳۰ vol. % SiC composite surface. The thinckness of the SiO۲ layer was calculated to be around ۲۵ μm. The thickness measurement revealed the SiO۲ produced layer on the surface of the HfB۲-۳۰ vol. % SiC-۲ vol. % Nd۲O۳ composite to be ۵ μm. The oxidation kinetic results of the composite exhibited linear-parabolic behavior. The chemical reaction during the oxidation process controlled the oxidation rate after eight hours. After ۱۶ hours of performing the oxidation procedure at ۱۴۰۰ °C, HfB۲-۳۰ vol. % SiC-۲ vol. % Nd۲O۳ composite exhibited parabolic behavior, while HfB۲-۳۰ SiC exhibited linear behavior. This composite's improved oxidation resistance was attributed to Nd(Hf,Si)OxCy phases and decreased porosity, resulting in the generation of thin, dense, adherent, and protective layers. Therefore, it was concluded that the oxygen diffusion rate could control the oxidation process in HfB۲-۳۰ vol. % SiC-۲ vol. % Nd۲O۳ composite.

نویسندگان

Younes Hanifeh

MSc Student, Faculty of Chemical and Materials Engineering, Shahrood University of Technology, Shahrood, Semnan, Iran

Maryam Shojaie-Bahaabad

Assistant Professor, Faculty of Chemical and Materials Engineering, Shahrood University of Technology, Shahrood, Semnan, Iran

Mohammad Jafar Molaei

Assistant Professor, Faculty of Chemical and Materials Engineering, Shahrood University of Technology, Shahrood, Semnan, Iran

مراجع و منابع این مقاله:

لیست زیر مراجع و منابع استفاده شده در این مقاله را نمایش می دهد. این مراجع به صورت کاملا ماشینی و بر اساس هوش مصنوعی استخراج شده اند و لذا ممکن است دارای اشکالاتی باشند که به مرور زمان دقت استخراج این محتوا افزایش می یابد. مراجعی که مقالات مربوط به آنها در سیویلیکا نمایه شده و پیدا شده اند، به خود مقاله لینک شده اند :