بررسی مقاومت به اکسیداسیون کامپوزیت های ZrB۲ حاوی نانوکربن سیاه و کاربید سیلیسیوم در اتمسفر هوا

مقدمه و اهداف: کامپوزیت های ZrB۲-SiC به دلیل نقطه ذوب بالا، در صنایعی مانند صنعت فضایی و هواپیماسازی استفاده می شوند. اثر افزودن نانوکربن سیاه و کاربید سیلیسیوم بر مقاومت به اکسیداسیون در دمای ۱۴۵۰ درجه سانتی گراد بررسی شده است.مواد و روش ها: پنج نمونه با ترکیب شیمیایی ZrB۲ و ZrB۲ حاوی ۱۰ و ۱۵ درصد حجمی نانوکربن سیاه، ZrB۲-۳۰ vol% SiC حاوی ۱۰ و ۱۵ درصد حجمی نانوکربن سیاه، در دمای ۱۸۵۰ درجه سانتی گراد به مدت هشت دقیقه، تحت فشار ۳۵ مگاپاسکال در خلاء، به روش پلاسمای جرقه ای تفجوشی شدند. مقاومت به اکسیداسیون نمونه ها در دمای ۱۴۵۰ درجه سانتی گراد برای مدت زمان های ۰/۵، ۱، ۱/۵، ۲، ۳ و ۵، در معرض هوا بررسی شد. وزن نمونه ها قبل و بعد از اکسیداسیون اندازه گیری شد. از میکروسکوپ الکترونی روبشی برای بررسی سطح مقطع اکسیداسیون استفاده شد. برای شناسایی فاز از پراش اشعه ایکس استفاده شد. یافته ها: طی اکسیداسیون در دمای ۱۴۵۰ درجه سانتی گراد، در نمونه های ZrB۲ و  ZrB۲ حاوی ۱۰ و ۱۵ درصد حجمی نانوکربن سیاه فاز غالب اکسید زیرکونیوم مونوکلینیک و در نمونه ZrB۲-۳۰ vol% SiC حاوی ۱۰ درصد حجمی نانوکربن سیاه، علاوه بر فازهای اولیه، فازهای اکسید زیرکونیوم مونوکلینیک، اکسیدهای سیلیسیوم و بور است. با افزودن ۱۰ درصد حجمی نانوکربن سیاه، ضخامت لایه اکسیداسیون از ۵±۱۲۹ میکرومتر در نمونه خالص به ۶±۱۱۰ میکرومتر در نمونه ۱۰ درصد حجمی نانوکربن سیاه می رسد. نتیجه گیری: نتیجه گیری شد که نمونه ZrB۲-۳۰ vol% SiC حاوی ۱۰ درصد حجمی نانوکربن سیاه، دارای کمترین میزان ضخامت لایه اکسیداسیون ۵۵±۳ میکرومتر و بیشترین میزان مقاومت به اکسیداسیون است.

کلیدواژه ها:

مقاومت به اکسیداسیون ، نانوکربن سیاه ، تفجوشی پلاسمای جرقه ای ، دی بورایدزیرکونیوم ، کاربید سیلیسیوم