اثر افزودن ریزدانه های مزوفاز کربنی (MCMB) بر ریزساختار، خواص مکانیکی و ضریب اصطکاک کامپوزیت های MCMB-Cf/SiC تهیه شده به روش تف جوشی پلاسمای جرقه ای

مقدمه و اهداف: هدف از پژوهش حاضر، بررسی اثر افزودن ریزدانه های کربنی مزوفاز (MCMB) بر ریزساختار، خواص مکانیکی و ضریب اصطکاک کامپوزیت های MCMB-Cf/SiC تولید شده به روش تف جوشی پلاسمای جرقه ای است.مواد و روش ها: پودر نانوکامپوزیت کاربید سیلیکون تقویت شده با الیاف کربن ۲۰ درصد وزنی و درصدهای مختلف MCMB تهیه شد. نمونه های دیسکی با استفاده از فرایند تف جوشی پلاسمای جرقه ای تهیه شد. اثر افزودن درصدهای مختلف MCMB بر چگالی، ضریب اصطکاک، چقرمگی شکست، مقاومت خمشی و میکروسختی نمونه ها بررسی شد.یافته ها: نتایج نشان داد با افزایش محتوای MCMB از ۰/۱ به ۱ درصد وزنی، چگالی نمونه های زینترشده از ۹۳/۱ درصد به ۸۹/۸ درصد چگالی نظری، به دلیل تخلخل بیشتر نمونه، کاهش یافت. همچنین با افزایش محتوای MCMB، ضریب اصطکاک از ۰/۵۴ به ۰/۴۸ کاهش یافت که دلیل آن بیشتر بودن محتوای گرافیت در درصد وزنی MCMB بیشتر بود. سختی نمونه های تف جوشی شده با ماتریس نانوذرات کاربید سیلیکون نیز از ۱۰۹۵ به ۱۵۱۰ ویکرز به دلیل چگالی بیشتر و تخلخل کمتر نمونه با کاهش محتوای MCMB از ۱ به ۰/۱ درصد وزنی افزایش یافت. چقرمگی شکست و استحکام خمشی نمونه های MCMB-Cf/SiC به ترتیب از ۳/۴۷ به MPa.m۱/۲ ۵/۹۶ و ۷۲/۹ به MPa ۱۳۸/۷ افزایش یافت.نتیجه گیری: نمونه MCMB-Cf/SiC حاوی یک درصد وزنی MCMB، نزدیک ترین خواص را به خواص دیسک های ترمز بادی دارد. دانسیته نمونه های سینتر شده یک درصد وزنی MCMB به عنوان ۹۳/۱ درصد چگالی نظری به دست آمد. ضریب اصطکاک این نمونه ها ۰/۴۸ بود که نزدیک ترین ضریب اصطکاک موردنیاز برای ترمزهای بادی (۰/۴) را داشت.

کلیدواژه ها:

تف جوشی ، مزوفاز کربنی ، کامپوزیت Cf/SiC ، تف جوشی پلاسمای جرقه ای