مطالعه تبلورفازهای مولایت،آلومیناوکاربیدسیلیسیم درضمن فرآیندعملیات حرارتی کربوترمیک برروی کانی های آلومینوسیلیکات

ساخت مواد کامپوزیتی با خواص پیشرفته جهت کاربرد در شرایط ترمومکانیکی حاد معمولا مراحل زیادی داشته و نسبتا پرهزینه می باشد. با به کار گرفتن فرآیندهایی که در آن بتوان با استفاده از مواد معدنی به طور درجا فازهای مورد نظر را در نمونه ی کامپوزیتی شکل داد هم مراحل فرآیند و هم هزینه ها کاهش می یابد. مولایت با ضریب انبساط حرارتی کم، مقاومت به شوک حرارتی نسبتا خوب، دیرگدازی تحت بار و مقاومت به خزش بالا به عنوان یک سرامیک دما بالا مطرح می باشد. آلومینا نیز دیرگداز بسیار مناسبی بوده که در دمای بالا کاربرد داشته، خواص مکانیکی خوبی را دارا بوده و مستعد به اکسیداسیون نمی باشد. از طرفی مواد اولیه برای ساخت این دو، منشاء معدنی داشته و نسبتا فراوان و ارزان است. وجود SiC در زمینه چنین کامپوزیتی می تواند مقاومت به سایش، مقاومت به شوک حرارتی، دیرگدازی تحت بار و سایر خواص ترمومکانیکی را بهبود بخشد. این کامپوزیت به عنوان یک کامپوزیت پیشرفته با قابلیت کاربردی به شکل سازه ترمومکانیکی در صنایع مختلف کاربرد دارد.در این پژوهش جهت تولید کامپوزیت های مولایت- آلومینا- کاربید سیلسیم از روش متالورژی پودر و فرآیند احیای کربوترمیک ترکیبات معدنی آلومینوسیلیکاتی چون کایولینیت و آندالوزیت به منظور شکل گیری فازها به شکل درجا استفاده شده است. با توجه به نوع و نسبت مواد (کربن سیاه و ترکیبات آلومینوسیلیکات) در مخلوط مواد اولیه و شرای فرآیند (زمان آسیاکاری، فشار پرس، نوع اتمسفر و دمای پخت) ویژگی های کامپوزیت بدست آمده از نظر ترکیب فازی، ریزساختار و خواص فیزیکی و مکانیکی کامپوزیت متفاوت بوده که در این مطالعه مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج حاصله نشان می دهد که دمای پخت روی تشکیل فازهای مورد نظر اثر می گذارد و با افزایش دمای پخت کامپوزیت به سمت زمینه آلومینا و افزایش درصد کاربیدسیلسیم کریستالیزه با مورفولوژی ستونی نسبتا درشت و ویسکرزی شکل متحول می شود و رسوبات کمتری از کربن مشاهده می گردد. در حالت کلی زمانیکه نسبت سیلیس به کربن در آندالوزیت معادل 3/5 و دمای پخت 1600℃ باشد، شرای بهینه ای از تراکم پذیری و تبلور کاربید سیلسیم برای کامپوزیت حاصل می شود. درحالی که برای کایولینیت این نسبت به 5/5 و دما به 1500℃ تغییر می یابد.

Keywords:

احیای کربوترمیک , آندالوزیت , کایولینیت , مولایت , آلومینا , SiC