بررسی خواص کامپوزیت W-ZrC ساخته شده با نسبت های مولی مختلف ازWC و ZrO۲

یکی از مهم­ترین کامپوزیت­های زمینه فلزی، کامپوزیت W-ZrC می­باشد. چرا که فاز کاربید در این کامپوزیت باعث سختی و مقاومت به خزش آن در دمای بالا شده و انعطاف پذیری تنگستن سبب مقاومت به شکست کامپوزیت می­گردد. همچنین وزن این کامپوزیت نسبت به تنگستن یکپارچه به مراتب کمتر می­باشد. روش­های گوناگونی برای ساخت کامپوزیت W-ZrC در دنیا ارائه شده است که انتخاب نوع روش به تجهیزات و خواص مورد نیاز از کامپوزیت بستگی دارد. در این پژوهش خواص کامپوزیت W-ZrC ساخته شده از طریق زینتر واکنشی با نسبت­های مولی مختلف از WC و ZrO۲، مورد بررسی قرار گرفت. چرا که در این روش مواد خام ارزان­تر، نیاز به تجهیزات کم­تر و از لحاظ اقتصادی مقرون به صرفه است. برای این منظور پودرهای کاربید تنگستن و زیرکونیا را با دو نسبت مولی ۳ به ۱ و ۲ به ۱ توسط آسیاب سیاره­ای مخلوط و سپس پودر حاصله توسط پرس تک محور شکل داده شد و در نهایت پس از پیرولیز در دمای ۶۰۰ درجه سانتی­گراد، نمونه­ها در دمای ۲۲۰۰ ، درجه سانتی گراد در محیط خلاء زینتر شدند. آزمون XRD و تصاویر میکروسکوپ الکترونی نشان می­دهد کامپوزیت W-ZrC در دمای ۲۲۰۰ درجه سانتی­گراد تشکیل شده  است، ولی هنوز مقداری از ترکیبات واکنش نکرده وجود دارند و مقداری از ترکیبات ناخواسته به وجود امده­اند. در این روش دانسیته نسبی% ۰۹/۹۱ و % ۰۶/۸۰ به ترتیب برای نسبت مولی ۳ به ۱و ۲ به ۱ به دست آمد. همچنین مشاهده شد که با افزایش دما مدول یانگ برای هر دو نسبت مولی افزایش یافت به طوری که برای نسبت مولی ۳ به ۱ و ۲ به۱ به ترتیب مدول یانگ GPa ۲۵۴ و GPa ۱۷۸ به دست آمد.

Keywords:

Tungsten carbide , Zirconia , pyrolysis , density , زینتر واکنشی , کاربید تنگستن , زیرکونیا , پیرولیز , مدول یانگ , دانسیته