سنتز و بررسی ویژگیهای پوشش B۴C بر روی سطح کربن به روش نمک مذاب باهدف کاربرد در دیرگدازهای اکسید-کربن

دیرگدازهای اکسید- کربن به واسطه خواص ایده آل خود کاربرد ویژه ای در صنایع آهن و فولاد پیدا نمودهاند. استفاده از فاز کربنی نظیر گرافیت و کربن سیاه در این نوع دیرگدازها باعث افزایش مقاومت به خوردگی در برابر سرباره و همچنین بهبود خواص ترمومکانیکی دیرگداز میگردد. اما مقاومت اکسیداسیونی فاز کربنی یکی از مشکلات اصلی در دیرگدازهای اکسیدکربن است که تاکنون تلاشهای زیادی در کاهش میزان اکسیداسیون و بهبود خواص آن انجام شده است که میتوان به استفاده از انواع آنتی اکسیدانها اشاره نمود. یکی دیگر از راهکارهای معرفی شده، بررسی امکان ایجاد پوششی از ترکیبات اکسیدی، کاربیدی و حتی نیتریدی بر روی سطح کربن است تا بتوان خواصی همچون قابلیت ترشوندگی آن با هدف استفاده در جرم های ریختنی سیستم اکسید-کربن و به طبع آن افزایش مقاومت به اکسیداسیون را موجب شد. استفاده از روشهای آسان و ارزان قیمت با راندمان بالا نظیر سنتز پوششهای کاربیدی به کمک بستر نمک مذاب یکی از راه حلهای پیشنهاد شده است که در خصوص ترکیبات اکسیدی و کاربیدی بسیار مناسب است.در تحقیق حاضر پوشش B۴C به روش نمک مذاب بر روی سطح کربن با هدف کاربرد در دیرگدازهای اکسید-کربن مورد بررسی و مطالعه قرار گرفته است. سنتز B۴C با استفاده از B۲O۳ در بستر نمک MgCl۲ در محدوده دمایی ۱۱۵۰-۹۵۰ °C انجام شده و ویژگیهای پوشش ایجاد شده با تغییر پارامترهایی نظیر نسبت B۲O۳/C و دمای سنتز مورد ارزیابی قرار گرفته است. بمنظور ارزیابی فازی و ریزساختاری بکمک XRD و SEM/EDX و رفتار کربن پوشش داده شده، از تست پتانسیل زتا و آزمایش ترشوندگی کمک گرفته شده است.نتایج نشان داد با افزایش نسبت مولی B۲O۳/C و همچنین دمای سنتز، مقدار پوشش B۴C تشکیل شده بر روی سطح کربن در اثر انحلال B۲O۳ در نمک مذاب و واکنش میان یونهای بور و اتمهای کربن افزایش یافته و بهبود کیفیت پوشش از لحاظ ضخامت نیز قابل مشاهده است. نتایج حاصل از آزمایش پتانسیل زتا و ترشوندگی نیز تاکید کننده این امر است. با توجه به عدم انحلال کربن در نمک مذاب و واکنش یونهای B با اتم های کربن بر روی سطح کربن سیاه میتوان گفت که سازوکار تشکیل B۴C روی سطح ذرات کربن از نوع مکانیزم رشد الگودار است و در پایان نیز فرآیند ایجاد پوشش به منظور درک بهتر بصورت شماتیکی بیان شده است.

Keywords:

دیرگدازهای اکسید-کربن , کاربید بور , کربن , نمک مذاب.