بررسی تاثیر افزودنیهای آهن و گرافیت بر ریزساختار و رفتار زینترینگ کامپوزیتهایZrB۲

زیرکونیوم دیبوراید (ZrB۲) یکی از سرامیکهای فوق دما بالا (UHTC) است. تعدادی از کاربیدها و نیتریدهای گروه IVB و VB فلزات واسطه نیز به علت داشتن دمای ذوب بالاتر از ۳۰۰۰ C و بعضی خواص دیگر در این گروه جای میگیرند. تعداد کمی از عناصر یا ترکیبات سرامیکی هستند که نقطه ذوبشان به ۳۰۰۰ C میرسد. نیاز به سرامیکهای دیبورایدی چگال در صنایع مختلف باعث شده که تلاش قابل توجهی برای چگالش پودر دیبورایدهای تجاری و در دسترس صورت گیرد. برای این منظور افزودنیهای فلزی و کمک زینترهای فاز مایع برای تسهیل چگالش و در نتیجه ساخت کامپوزیتهایی بر پایه ZrB۲ مورد استفاده قرار می گیرند. بنابراین، مهمترین پیشرفت در چگالش دیبورایدها رسیدن به بیشترین دانسیته با کمترین مقدار فاز ثانویه است زیرا این فازها ممکن است خواص دما بالای قطعه را تضغیف کنند. در این پژوهش اثر افزودنی آهن و گرافیت با درصدهای مختلف بر زینترینگ کامپوزیتهای حاصل بر پایه ی ZrB۲ توسط کوره های عملیات حرارتی برای بدست آوردن ماکزیمم دانسیته مورد بررسی قرار گرفت و درصد بهینه فاز ثانویه مورد بررسی قرار گرفت. علاوه بر دانسیته، ریزساختار نمونه ها با استفاده از SEM و XRD و همچنین خواص مکانیکی کامپوزیتهای حاصل به کمک تستهای خواص مکانیکی شامل سختی سنجی، تافنس با رشد ترک، استحکام فشاری و... مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان می دهد که در اثر افزودن مقدار بهینه از عناصر فلزی مذکور می توانیم به دانسیته بالای %۹۵ در دمای ۲۰۰۰ C برسیم.

Keywords:

سرامیکهای فوق دما بالا (UHTC) , زینترینگ , کامپوزیت , ZrB۲