تاثیر افزودن ذرات ورقهای شکل بر ویژگیهای کامپوزیتهای پایه ZrB۲-SiC

در میان سرامیکهای فوق دما بالا، دی بورید زیرکونیم (ZrB۲) به سبب ویژگیهای ساختاری، فیزیکی، ترمودینامیکی خاص و چگالی پایین توجه زیادی را برای استفاده در کاربردهای دما بالا به خود جلب کرده است. تاکنون تحقیقات بسیار زیادی بر روی بهبود چگالش و خواص مکانیکی سرامیک های پایه ZrB۲ انجام گرفته است. با توجه به شرایط و محیط کاربرد این نوع از سرامیک ها، نیاز به مقاومت بالا در برابر شوک حرارتی و مقاومت در برابر اکسیداسیون است. با وجود دمای ذوب بالای سرامیکهای فوق دما بالا، مقاومت در برابر ضربه و شوک حرارتی آنها ضعیف بوده و موجب شکست ترد و ناگهانی این بدنه ها میشود. از این رو، امروزه محققان بر روی بهبود چقرمگی شکست و افزایش مقاومت در برابر شوک حرارتی متمرکز شدهاند. از این رو، در این پژوهش، کامپوزیتهای ZrB۲-SiC با ۰ تا ۳۵ درصد حجمی ذرات ورقهای شکل گرافیت و نیترید بور به روش پرس گرم در دمای ۱۸۰۰ °C به مدت ۶۰ دقیقه تحت فشار ۴۰ MPa تهیه شدند و ویژگیهای مکانیکی و ریزساختاری آنها مورد بررسی قرار گرفت. برای کامپوزیتهای پرس گرم شده حاوی G و BN مقادیر چگالی نسبی بالای ۹۶ درصد اندازه گیری شد. بالاترین استحکام خمشی برای کامپوزیت های حاوی G برابر ۳۶۶ MPa و میزان گرافیت ۷/۵ درصد حاصل شد در حالی که برای کامپوزیتهای حاوی BN برابر ۵) ۳۵۰ MPa درصد حجمی (BN اندازه گرفته شد. در کامپوزیتهای مونولیتیک یکپارچه بالاترین چقرمگی شکست برابر ۷/۰۶ MPa.m۱/۲ برای کامپوزیت حاوی ۵ درصد حجمی BN اندازهگیری شد.

کلیدواژه ها:

کامپوزیت ، دیبورید زیرکونیم ، گرافیت ، نیترید بور ، پرس گرم