بررسی اثر کربن در سنتز و سینتر کامپوزیت آلومینا-کاربید تنگستن

کامپوزیت آلومینا-کاربید تنگستن به دلیل خواص مطلوب، از مواد سرامیکی پرکاربرد مهندسی است. هدف اصلی این پژوهش رسیدن به قطعه بالک کامپوزیت آلومینا-کاربید تنگستن از مواد اولیه ارزان و صنعتی اکسید تنگستن، آلومینیوم و کربن از طریق واکنش آلومینوترمی اکسید تنگستن با آلومینیوم و کربن (WO۳+۲Al+C Al۲O۳+WC) است. در ابتدا پودر اکسید تنگستن، آلومینیوم و کربن با نسبتهای استوکیومتری و نسبت دو برابر استوکیومتری (WO۳/۲Al/C)) و ((WO۳/۲Al/۲C) در زمان ۲ ساعت با آسیاب مخلوط شد. برای سینتر این کامپوزیتها از روش سینتر جرقه پلاسما استفاده شد. نمونه ها با سرعت جریاندهی ۵۰ oC/min تا دمای ۱۳۵۰oC گرم شدند. زمان نگهداری نمونه ها در دمای بیشینه ۵ دقیقه و فشار اعمالی ۳۰MPa بود. نمونه های سینتر شده با این روش مطلوب نبودند، درنتیجه در ادامه پودرهای اکسید تنگستن و آلومینیوم با آسیاب پرانرژی در زمان ۳ ساعت آسیاکاری شد. واکنش مکانوشیمیایی اکسید تنگستن و آلومینیوم از طریق سازوکار احتراقی و درجا انجام و پودر تنگستن و آلومینا تشکیل شد. سپس پودر تنگستن و آلومینای حاصله با کربن با نسبت استوکیومتری و نسبت دو برابر شرایط استوکیومتری در زمان ۰/۵ ساعت با آسیاب پرانرژی مخلوط شد. علت افزودن کربن با نسبت دو برابر، تکمیل فاز کاربید تنگستن و ممانعت از تشکیل فازهای ثانویه ناشی از کمبود کربن بود. در نتیجه با آسیاکاری و نسبت دوبرابر شرایط استوکیومتری، کامپوزیت آلومینا-کاربید تنگستن با روش SPS سینتر شد. به منظور شناسایی فازها از آنالیز پراش اشعه ایکس استفاده شد.

Keywords:

کامپوزیت , آلومینا , کاربید تنگستن , آسیاکاری , sps