15021

15021

بررسي ساخت و خواص بدنه هاي متخلخل سيليكون نيتريدي به روش ريخته گري ژلي با كنترل پارامترهاي فرآيند

كارشناسي ارشد

سراميك

شهريور 1394

شهريور 1394

دكتر فرهاد گلستاني فرد - دكتر سيد محمد ميركاظمي

مواد و متالورژي

چكيده در اين پژوهشبدنه¬هاي متخلخل〖Si〗_3 N_4 از طريق روشريخته¬گري ژلي در محيط آبي با استفاده از مونومرهاي AMو MBAM و زينتر كردن در بستر پودري تهيه شدند. در اين روش، قدم اول جهت دستيابي به بدنه¬اي با خواص مطلوب، تهيه¬ي دوغابي با گرانروي كم و پايداري بالا مي¬باشد. بدين منظور اثر عمليات اكسيد¬ كردن پودر〖Si〗_3 N_4بر روي خواص جريان¬يابي دوغاب مورد مطالعه قرار گرفت و دماي ℃800 و مدت زمان 2 ساعت به¬ عنوان شرايطمناسب اكسيد كردن تعيين شد. با بررسي اثر غلظت محلول 25% وزني تترا متيل آمونيوم هيدروكسيد (TMAH ) بر روي گرانروي دوغاب، مشخص شد كمترين گرانروي به ازاي افزودن 6/0 % وزني (نسبت به بار جامد) پراكنده¬ساز بدست مي¬آيد. همچنين اثر غلظت آغازگر و تسريع¬كننده بر زمان توقف و خواص مكانيكي قطعه¬ي خام بررسي شد و در نهايت مقدار 2% وزني آغازگر (محلول 20% وزني آمونيوم پرسولفات) نسبت به وزن مونومرها و با نسبت آغازگر به تسريع¬كننده 2 به 1، به عنوان مقادير مناسبتعيين گرديد.با بررسي اثر غلظت آغازگر و تسريعكننده و همچنين كسر حجمي بار جامد و مونومرهاي AMو MBAMبر زمان توقف، مشخص شد كهبا افزايش اين متغيرها، زمان توقف كاهش مي¬يابد. بر اساس مطالعات صورت گرفتهبر بدنه¬هاي شامل 30 و 35 % حجمي بارجامد و 15 % وزني مونومر با نسبت AM به MBAM 6 به 1 زينتر شده در دماي ℃1650 به مدت 2، 4 و 6 ساعت و دماي ℃1750 به مدت 2 ساعت نشان داده شد كه بيشترين استحكام خمشي مربوط به بدنه¬ي داراي 35 % حجمي بار جامد زينتر شده در ℃1650 و زمان 4 ساعت مي¬باشد كهضمن داشتن تخلخل بيش از 32 % داراي استحكام خمشي حدودMPa253 است. با بررسي ريزساختار حاصل از اين نمونه مشخص شد كه توزيع يكنواخت دانه¬هاي ريز در هم قفل شده¬ي -〖Si〗_3 N_4 و حفرات كوچك (كمتر از μm 2) از عوامل بسيار مؤثر در استحكام بدست آمده مي¬باشد. همچنين با زينتر بدنه¬هاي شامل 35 % حجمي بارجامد و 15 % وزني مونومر با نسبت¬هاي متفاوت AM به MBAM 3، 6، 12 و 24 در دماي ℃1650 و زمان 4 ساعت مشخص شد كه بيشترين استحكام خمشي بدنه¬ي زينتر شده در همان نسبتي از AM به MBAM حاصل شده است كه بيشترين استحكام بدنه¬ي خام نيز در همان نسبت (برابر با 12) بدست آمده بود. واژه¬هاي كليدي:ريخته¬گري ژلي 〖Si〗_3 N_4، دوغاب، زمان توقف، استحكام خمشي