بهینه سازی چالش های ساخت قطعات خام کامپوزیت SiC-Al۲O۳-YSZ در فرآیند پرس گرم خوراک سرامیکی

کاربید سیلیسیوم بهدلیل ویژگی های استثنایی خود در اشکال خالص و کامپوزیتی اهمیت حیاتی دارد، اما ساخت قطعات سرامیکی مبتنی بر آن همچنان با چالش هایی روبه رو است. این پژوهش با هدف غلبه بر این موانع، به بررسی و بهینه سازی فرآیند ترکیبی «قالبگیری پرس گرم خوراک سرامیکی» که تلفیقی از پرس گرم تک جهته و قالب گیری تزریقی است، میپردازد. با ترکیب دو روش فوق، استفاده از مواد اولیه SiC، Al۲O۳، YSZ و چسب پلیمری، چالش های ساخت قطعه خام کامپوزیتی شناسایی و راهکارهای موثر ارائه شده است. طراحی قالب دارای پیچ های هدایت شونده، پوشش دهی دو مرحله ای و آماده سازی پودر خوراک با دستگاه خردکن، مراحل کلیدی بودند. با بهره گیری از روش طراحی آزمایش، شرایط بهینه فرآیند برمبنای متغیرهای دما، فشار و زمان پرس تعیین گردید. نتایج نشان داد که دما به عنوان عامل اصلی، با کنترل رفتار رئولوژیکی چسب و تسهیل بازآرایی ذرات، بیشترین تاثیر را بر تراکم و سختی قطعه دارد. دادههای آزمون سختی نشان داد بهترین شرایط برای انجام پرسگرم، اعمال دمای °C۱۲۰ ، فشار bar ۱۸۵ و زمان min ۲۷ است. بررسی ریزساختار نیز یکنواختی توزیع تقویت کننده و انسجام ناشی از چسب را در شرایط بهینه تایید می کند. همچنین تحلیل اندازه ذرات (دامنه توزیع: ۳۷/۱ میکرومتر؛ شیب توزیع: ۹۶/۳) حاکی از مناسب بودن این پودر برای فرآیند قالب گیری است.

کلیدواژه ها:

خوراک کاربید سیلیسیوم ، کامپوزیت سرامیکی ، پرس گرم تکجهته ، قالبگیری ، طراحی آزمایش