بررسی تاثیر هافنیوم دی بوراید بر ریزساختار کامپوزیتهای پایه ZrB۲ سینتر شده به روش SPS

سینتر با جرقه پلاسما (SPS) فرآیندی است که طی سال های اخیر برای سرامیک های فوق دما بالا به کار گرفته می شود. در این پژوهش کامپوزیت های پایه ZrB۲ با درصدهای مختلف HfB۲ (Vol ۱۵%-۰) با استفاده از فرآیند SPS در دماها (۱۶۰۰- ۱۹۰۰)، زمانها (min ۸-۴) و فشارهای (MPa ۴۰-۱۰) سینتر شدند. به علاوه تاثیر MoSi۲ بر نفوذ Hf در Zr مورد بررسی قرار گرفت. به منظور ارزیابی ریزساختار و نوع فازهای تشکیل شده بررسیهای ریزساختاری با استفاده از SEM و شناسایی فازها با استفاده از آنالیز نقطه ای و خطی انجام شد. تاثیر دما، زمان و فشار فرآیند SPS بر ریزساختار کامپوزیت نهایی و فازهای تشکیل شده در آن، مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که Hf و Zr در هم نفوذ نموده و تشکیل محلول جامد B۲(Zr, Hf) می دهند. همچنین مشخص شد که با افزایش دما و زمان سینترینگ، میزان نفوذ و در نتیجه محلول جامد افزایش می یابد. به علاوه مشخص شد که فشار تاثیر بسیار کمتری نسبت به دما و زمان بر فرآیند نفوذ دارد. نتایج آنالیز خطی نشان داد که حضور MoSi۲ سبب تشکیل یک فاز مایع شده که به نوبه خود سبب تسهیل فرآیند نفوذ Hf و Zr در هم می شود. همچنین مشخص شد که افزودن HfB۲ سینترپذیری ZrB۲ را بهبود نداده و به میزان اندکی سبب افزایش درصد تخلخل های باز می شود.

Keywords:

Spark Plasma Sintering , ZrB۲ based ceramics , HfB۲ , microstructure , سینتر با جرقه پلاسما , دی بوراید زیرکونیوم , دی بوراید هافنیوم , ریزساختار