فرهاد ادیب پور - پژوهشگاه مواد و انرژی
محمد ذاکری - پژوهشگاه مواد و انرژی
سید علی طیبی فرد - پژوهشگاه مواد و انرژی

سنتز احتراقی خودگستر یا SHS روش نوینی است که اخیراً کاربرد آن جهت دستیابی به ترکیبا ت و کامپوزیتهای مواد پیشرفته مهندسی روز افزون شده است. هدف از این پژوهش دستیابی به کامپوزیت ZrB2-ZrC با کمترین فازهای ناخواسته به روش سنتز احتراقی خودگستر بود. پودرهای مواد اولیه با استفاده از دو معادله شیمیایی مجزای: 4ZrO2+2B2O3+9C=2ZrB2+2ZrC+7CO2 و 2ZrO2+B2O3+C+7Mg=ZrB2+ZrC+7MgO به نسبت استوکیومتری توزین و مخلوط شدند. در ادامه نمونه های فشرده شده خام، توسط پرس تک محور از پودر مخلوط تهیه و برای انجام فرآیند SHS آماده شدند. در مرحله بعد نمونه ها تحت اتمسفر خنثی در دماهای 850 الی 1050 درجه ی سانتیگراد عملیات سنتز را درون کوره سپری کردند. نمونه های تهیه شده مطابق با معادله ( 1) حتی تا دمای 1050 درجه سانتیگراد نیز سنتز نشدند. ضمناً راهکار فعال سازی آغازگر و استفاده از راکتور نیز برای سنتز این نمونه ها سودمند نبود. اما نمونه های تهیه شده مطابق با معادله ( 2) از دمای 850 درجه سانتیگراد به بالا سنتز شدند بطوریکه افزایش دما بر شدت واکنش می افزود. استفاده از راکتور برای این رابطه شیمیایی نشان داد که کنترل فرآیند سنتز از حالت انفجاری خارج شده و بیشتر تحت کنترل می باشد. در ادامه نمونه های سنتز شده جهت بررسی های فازی تحت آنالیز XRD قرار گرفتند. نتایج این آنالیز به کمک نرم افزارهای جانبی پراش پرتو ایکس نشان داد که نمونه های تهیه شده از معادله ( 2) شامل فازهای عمده ZrB2 و ZrC و MgO بود. در نهایت پس از بهینه سازی عوامل مؤثر بر این فرآیند و عبور از عملیات لیچینگ شیمیایی فازهای زیرکونیم دی براید و زیرکونیم کارباید با کمترین فازهای جانبی ردیابی شد.

زیرکونیم دی براید، زیرکونیم کارباید، SHS، کامپوزیت، سنتز احتراقی خودگستر، آغازگر