سحر وطنی - کارشناسی ارشد مهندسی مواد-سرامیک، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران
احسان طاهری نساج - استاد مهندسی مواد، بخش مهندسی مواد، نام دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران

ماهیچه های سرامیکی، قطعاتی پیش ساخته هستند که برای ایجاد کانال های خنک کننده داخلی، در فرآیند ریخته گریپره های توربین به کار گرفته می شوند که بازده موتور توربین را به طور مثبتی تحت تاثیر قرار میدهد . هدف از ایجاد این فضاهای خالی درون پره ها، خنک سازی سیستم درطول عملیات ریخته گری پره توربین است، که امکان افزایش دمای کاری را فراهم آورده و به علاوه، باعث کاهش وزن نهایی پره ها می شوند. در این پژوهش، با هدف بهینه سازیترکیب برای ماهیچه های سرامیکی پایه سیلیکاتی، ابتدا ترکیب پایه با نسبت وزنی 70 % سیلیکای آمورف ((SiO(2) و25 % زیرکن ((ZrSio(4) و با 15wt% چسب PVA با فشار 70bar پرس شده و در سه دمای 1190 ، 1210 و1230 سینتر شدند. در این مرحله دمای 1210˚C با توجه به نتایج به دست آمده، به عنوان دمای بهینه سینترنمونه ها انتخاب شد. در مرحله بعد، برای به دست آوردن ترکیب بهینه با افزودن دیاتومه و سل آلومینا، از طراحیآزمایش ها به روش RSM زیر شاخه D-Optimal در نرم افزار Design Expert استفاده شد. ترکیب های معرفیشده توسط نرم افزار، در دمای 1210 سینتر شده، و آزمون های استحکام مکانیکی و میزان تخلخل و درصد جذبآب برای نمونه ها انجام شد و الگوی فازی و ریزساختار نمونه ها با پراش پرتو ایکس (XRD) بررسی شد. نتایج حاکیاز آن است که با افزایش دیاتومه در ساختار، ابتدا با افزایش تخلخل، استحکام کاهش یافته و سپس افزایش می یابد.بیشترین استکام در بیشینه درصد دیاتومه (12 %) اتفاق می افتد. بررسی الگوی فازی برای نمونه ها نشان میدهد کهافزودن دیاتومه به ترکیب، علاوه بر افزودن تخلخل ساختار، به کریستالیزاسیون سیلیکای آمورف کمک می کند وشدت پیک کریستوبالیت را افزایش میدهد. همچنین افزودن سل آلومینا به ترکیب منجر به پر کردن تخلخل ها وتشکیل مولایت میشود که یک ترکیب کریستالی حاصل از واکنش آلومینا با سیلیکا است و تا درصدی به افزایشاستحکام ماهیچه کمک می کند.

ماهیچه، نانوذرات آلومینا، دیاتومه، استحکام، تخلخل