تقویت مقاومت مکانیکی و اکسایشی کامپوزیت کربن پیرولتیک -سیلیکون کربید به منظور استفاده از آن در ساخت فطعات دیرگداز و ساینده ها

کربن پیرولیتیک دارای خواص مکانیکی و خواص مناسبی برای کاربردهای مختلفی است اما می توان با کامپوزیت کردن آن با ترکیبی همانند سیلیکون کربید، خواص آن را بهبود داد تا عملکرد آن بهبود یابد. خواصی مانند مقاومت سایشی ، مقاومت اکسایشی سایر خواص مکانیکی را می توان با کامپوزیت کردن کربن پیرولیتیک با سیلیکون کربید بهبود داد. به همین منظور در تحقیق حاضر، کامپوزیت پیرولیتیک کربن - سیلیکون کربید (PyC-SiC) ، با استفاده از روش ترسیب بخار شیمیایی (CVD) بر بستر گرافیت تهیه شد. برای این که کامپوزیت شدن در ابعاد نانو صورت بگیرد این کامپوزیت ها به روش ترسیب هم زمان کربن پیرولیتیک سیلیکون کربید تهیه شدند. بررسیها نشان داد که متغیرهایی نظیر دمای فرایند، نسبت گازها و زمان ماند بر خواص اکسایشی و مکانیکی کامپوزیت اثر می گذارند. بر اساس این متغیرها، شرایط انجام آزمایش برای ساخت نمونه های مختلف تعیین گردید. مقاومت سایشی و ضریب اصطکاک نمونه ها پس از ساخت ، با استفاده از دستگاه تریبومتر پین بر روی دیسک و به روش استاندارد ۹۹ASTM G بدست آمد. با رسم نمودار ضریب اصطکاک در مقابل زمان برای هر نمونه می توان ضریب اصطکاک نمونه های مختلف را با یکدیگر مقایسه کرد. همچنین از روی نمودار کاهش وزن نمونه در برابر فاصله طی شده می توان نتیجه گیری کرد که کدام نمونه مقاومت سایشی بالاتری دارد. . آزمایش نانوفرورفتگی روشی است که با استفاده از آن می توان خواص مکانیکی مواد از جمله سختی ، مدول الاستیسیته ، چقرمگی و غیره را تعیین کرد. خواص نانومکانیکی سطح پوشش های بدست آمده، شامل سختی ، مدول الاستیک و مقاومت به خراش با انجام آزمون نانودندانه گذاری بر اساس استاندارد ۱۴۵۷۷ ISO با استفاده از دستگاه نانونفوذ در دمای محیط بررسی و محاسبه شد. همچنین آزمون گرماوزن سنجی برای اندازهگیری پایداری حرارتی و تغییرات کمی جرم قطعات به صورت تابعی از دما انجام شد. در ادامه سعی شد بین ساختار کامپوزیت تهیه شده و خواص نهایی آن ارتباط برقرار شود. نتایج آزمونها نشان دادند که افزایش مقدار سیلیکون کربید جاسازی شده در نانوکامپوزیت باعث افزایش سختی و مقاومت اکسایشی نانوکامپوزیت می شود و می توان با تغییر مقدار محتوای سیلیکون کربید، سختی و مقاومت اکسایشی را در مقدار دلخواه تنظیم کرد.