بررسی تاثیر افزودن TiB۲ بر رفتار سینتر بدون فشار و خواص فیزیکی و مکانیکی نانوکامپوزیت فوق دما بالای ZrB۲-SiC

ZrB۲ به دلیل تلفیق منحصر به فرد مقاومت در برابر شوک گرمایی، استحکام در دمای بالا و چگالی پایین، در کاربردهای هوا-فضایی مورد توجه قرار گرفته است. از مشکلات عمده ZrB۲ می توان به سینتر پذیری ضعیف و چقرمگی شکست پایین آن اشاره کرد که در این تحقیق با افزودن SiC در ابعاد میکرون و نانومتر به عنوان افزودنی و TiB۲ به عنوان تقویت کننده سعی در رفع این مشکل شده است. بدین منظور ذرات TiB۲ به عنوان تقویت کننده با مقادیر متفاوت ۰، ۵، ۱۰، ۱۵، ۲۰، ۲۵ و ۳۰ درصد وزنی به زمینه نانوکامپوزیت ZrB۲ ‒۱۵/۵ vol.% SiCnano/micron افزوده شد. ترکیبات بدست آمده توسط آسیاب ماهواره ای به مدت ۲ ساعت با سرعت rpm۳۰۰ آسیاب شدند. مخلوط های حاصل ابتدا توسط پرس تک محوری با فشار MPa۱۰۰ پرس شدند و سپس تحت فرآیند پرس ایزواستاتیک سرد (CIP) با فشار MPa۲۰۰ قرار گرفتند. در ادامه نمونه ها در دمای °C۲۱۰۰ تحت اتمسفر آرگون به روش سینتر بدون فشار سینتر شدند. به منظور بررسی های ریزساختاری و خواص فیزیکی و مکانیکی نمونه ها از میکروسکوپ الکترونی روبشی گسیل میدانی (FESEM) مجهز به طیف سنج EDS، آنالیز XRD، سختی ویکرز و چقرمگی شکست استفاده شد. نتایج حاصل شده نشان داد که تشکیل محلول جامد B۲(Zr,Ti) در ترکیبات منجر به بهبود خواص در نمونه ها شده است. نتایج بدست آمده از بررسی ترکیبات مختلف نشان داد که بالاترین خواص در نمونه حاوی ۳۰ درصد وزنی TiB۲ با چگالی نسبی ۶۹/۶۶%، سختی و چقرمگی شکست GPa ۱۶/۷۴ و MPa.m۱/۲ ۴/۶۹ بدست آمد.

کلیدواژه ها:

دی بورید زیرکنیم ، کاربید سیلیسیم ، دی بورید تیتانیوم ، سینتر بدون فشار ، خواص فیزیکی و مکانیکی