خواص مکانیکی و الکتریکی کامپوزیت شیشه آببند پیلسوختی اکسیدجامد مستحکم شده با نانو ذرات زیرکنیا

در این پژوهش شیشه پایه با ترکیب BaO-SiO2-Al2O3-B2O3-CaOو درصد وزنی ثابت و مشخص آماده و سپس با 10% حجمی نانو ذرات زیرکنیا پایدار شده با ایتریا، و به صورت 100 % تتراگونال به صورت کاملا همگن مخلوط شد. نمونههای شیشه و کامپوزیت در دمای کاری پیل سوختی در مدت زمانهای مختلف از 1 تا 50 ساعت عملیات حرارتی شدند سپس خواص مکانیکی آنها مانند استحکام خمشی، چقرمگی شکست و سختی ارزیابی شد. مشاهده شد که افزودن نانو ذرات زیرکنیا باعث بهبود خواص مکانیکی میشود، به طوریکه استحکام خمشی نمونههای 1 ساعت عملیات حرارتی شده، از33/162±11/25MPaبرای نمونه فاقد نانو ذرات زیرکنیا به54/216±6/81 MPaبرای نمونه حاوی 10% حجمی نانو ذرات زیرکنیا افزایش یافت. همچنین چقرمگی شکست همین نمونهها ازMPa.m 1/2 0/21±0/02 برای نمونهفاقد نانو ذرات زیرکنیا به0/3±0/10 MPa.m 1/2 برای نمونه حاوی 10 % حجمی نانو ذرات زیرکنیا افزایش یافت. در ادامه اثر زمان عملیات حرارتی بر روی خواص مکانیکی نمونهها مورد بررسی قرار گرفت. تغییرات فازی نمونهها در طول عملیات حرارتی در دمای کاری پیل سوختی اکسیدجامد، بوسیله آنالیزXRD مورد بررسی قرار گرفت و مشاهده شد که نانو ذرات زیرکنیا اضافه شده به شیشه برهمکنش شیمیایی با ترکیب شیشه پایه نداشته و به صورت تتراگونال در الگویXRD ظاهر شدند. خواص الکتریکی نمونهها بوسیله آنالیز امپدانس، در دماهای کاری پیل سوختی اندازهگیری شد. نتایج نشان داد که مقاومت الکتریکی نمونهها با افزایش دما و نانو ذرات زیرکنیا افزایش مییابد

Keywords:

آببند , کامپوزیت , خواص مکانیکی , خواص الکتریکی , نانو ذرات زیرکنیا