بررسی تاثیر ذرات کاربید سیلسیم نانو و زیرمیکرون بر ریزساختار و مقاومت به اکسیداسیون کامپوزیت HfB۲-SiC

سرامیکهای فوق دمابالا، خانواده ای از مواد در گروه چهارم و پنجم جدول تناوبی هستند که با توجه به خصوصیات فوق العاده ازجمله سختی، هدایت حرارتی، پایداری شیمایی و نقطه ذوب بالا در کاربردهای دمابالا بکار گرفته شده اند. از بین دیبورید فلزات انتقالی، دیبورید هافنیوم و دیبورید زیرکونیم به عنوان مناسبترین انتخاب برای کاربردهای دمابالا مانند کلاهک موشک، لبه های هدایت کننده تیز، تیغه ها و اهداف مشابه برای استفاده در جنگنده های سریع یا نسلهای آینده آنها، شناساییشدهاند. در سالهای اخیر دیبورید هافنیوم با توجه به نقطه ذوب، هدایت حرارتی و پایداری شیمیایی بالاتر نسبت به دیبورید زیرکونیم موردتوجه پژوهشگران قرارگرفته است. در این پژوهش کامپوزیت HfB ۲-۲۰vol% SiC با استفاده از کاربیدسیلسیم در دو اندازه نانو و زیرمیکرون به روش سینترینگ پلاسمای جرقه ای در دمای ۱۹۰۰ œC در فشار ۴۰MPa به مدت ۵ دقیقه تهیه شدند. بعد از آماده سازی کامپوزیتها ریزساختار، خواص مکانیکی و مقاومت به اکسیداسیون آنها موردبررسی قرار گرفت. نتایج حاصل از کامپوزیتها نشان داد با کاهش اندازه ذرات کاربید سیلسیم کاهش در تخلخل و افزایش در دانسیته کامپوزیتها رخ داد. همچنین با کاهش اندازه ذرات کاربید سیلسیم سختی از GPa ۲۳/۳۳ به ۲۴/۲۸ و استحکام خمشی از ۳۹۴/۲۵ MPa به ۴۲۴/۸۸ افزایش یافت. بررسی آزمون اکسیداسیون کامپوزیتها در دمای ۱۴۰۰ œC به مدت ۳۲ ساعت نشان داد با کاهش اندازه ذرات کاربیدسیلسیم مقاومت به اکسیداسیون افزایش و کامپوزیتهای HfB۲-SiC رفتار پارابولیک داشت.

Keywords:

کامپوزیت HfB۲-SiC , سینترینگ پلاسمای جرقه ای , ریزساختار , اکسیداسیون , سرامیک فوق دمابالا