M. Mashhadi - Materials Science, Malek Ashtar University of Technology

در این تحقیق، نانوکامپوزیت ZrB۲-SiC به روش سینتر بدون فشار تولید گردید. از پودر AlN در مقیاس میکرون به عنوان افزودنی استفاده شد. به منظور بررسی تاثیر حضور همزمان ذرات SiC نانو و میکرون ابتدا پودر ZrB۲ به همراه درصدهای مختلف از SiC نانو و میکرون در آسیاب سیاره ای با به مدت دو ساعت با سرعت rpm۲۰۰ آسیاب شدند. مخلوط حاصل پس از پرس گرم اولیه در دمای oC۸۰ و فشار MPa۱۰۰ تحت فرآیند پرس ایزواستاتیک سرد (CIP) قرار گرفته و در دمای ۲۱۵۰ درجه سانتی گراد سینتر شد. به منظور تعیین نسبت بهینه SiC نانو به میکرون، چگالی نسبی، سختی و چقرمگی نمونه ها اندازه گیری شد. سپس، ذرات AlN به کامپوزیت ZrB۲-SiC اضافه شده و ریزساختار و خواص مکانیکی آن مورد بررسی قرار گرفت. نتایج حاصل شده از تمامی نمونه ها در ترکیبات مختلف نشان می دهند که با تغییر درصد حجمی SiC نانو از ۲۰ درصد حجمی نانو به ۱۵ درصد نانو و پنج درصد میکرون، کاهش در تخلخل و افزایش در چگالی رخ می دهد. با بررسی ریز ساختاری و اندازه گیری خواص مکانیکی نمونه ها بیشترین سختی و چقرمگی شکست نیز، در ترکیب دارای به ترتیب ۱۵ و ۵ درصد حجمی SiC نانو و میکرون و با مقادیر Gpa۹/۱۵ و Mpa.m۱/۲۹/۴ مشاهده شد. با افزودن ذرات ۵/۷ درصد حجمی AlN چگالی به ۱/۹۸ درصد و مقادیر سختی و چقرمگی شکست به GPa۱/۱۷ و Mpa.m۱/۲۷/۵ افزایش یافت.

نانو کامپوزیت, دی بورید زیرکونیم, کاربید سیلیسیم, نیترید آلومینیوم, سینتر بدون فشار