15752

15752

بررسي تاثير افزودني هاي نانو و ميكروني بر خواص و ريزساختار سيستم TaC-HfC

دكتري

سراميك

بهمن ماه 1394

بهمن ماه 1394

دكتر فرهاد گلستاني فرد - دكتر حميدرضا رضايي

Prof. Ferhat Kara - Prof. Gilbert Fantozzi

مواد و متالورژي

چكيده در اين تحقيق سيستم كاربيدي با نسبت مولي 1:4 از كاربيدهاي تانتالوم و هافنيوم (TaC و HfC) انتخاب و اثر افزودن SiC و B4C به عنوان كمك زينترهاي نانو و پودرهايMoSi2، SiC و B4C به عنوان افزودني ميكروني مطالعه شد. پراكندگي افزودنيهاي نانو در زمينه مواد اوليه با بهينه سازي فرايند آماده سازيو پايداري افزودنيها انجام شد. از روش زينتر قوس پلاسما (SPS) به عنوان روش اصليزينتر نمونه ها به همراه روش زينتر بدون فشار استفاده شد. با بهره گيري از روش زينتر بدون فشار در دماهاي بالا و زمان طولاني زينتر (تا °C2200 و 5/1 ساعت) و استفاده از مقادير بالاي افزودني (تا 15%)،افزايش تراكم تا رسيدن به چگالي نسبيدر حدود95-90%چگالينظري حاصلشد. افزايش چگالش در حدود 99-97% در حضوركمتراز 9%افزودني با اعمال دماي°C2000، زمان 8 دقيقه و فشار متوسط MPa 65 با استفاده از روش زينتر قوس پلاسما SPSبه دست آمد. افزودنيMoSi2 با تشويق فرايند زينتر فاز مذاب،باعث افزايش چگالي تا بالاتر از 99% و به دست آمدن مقادير سختي و چقرمگي به ترتيب در محدوده GPa9/18-2/18 و MPa.m1/23/4-9/3 شد. اين افزودنيبا تشكيل فاز مذاب وايجاد فاز SiCدرجا،در بهبود خواص مكانيكي موثر شناخته شد. افزودن SiC ميكروني (µm 2>) ضمن بهبود چگالي (>98% TD)، افزايش سختي و مدول يانگ را به ترتيب تا ميزان GPa2/21 و GPa515 به همراه داشت. در حضور 3-2%افزودني نانو پودرSiC، چگالش بالاتر از 98%به دست آمد. سيستمهاي حاوي افزودني نانو و ميكرونيB4C با سازوكار تشكيل فاز ثانويه محلول جامد دوتايي بوريد تانتالوم/هافنيوم متراكم شده و براي آنهابيشترين مقادير سختي و چقرمگي به ترتيب GPa 19 و MPa.m1/29/3 به دست آمد. در يك سيستم تركيبيازMWCNT-MoSi2، افزايش چگالي تا مقدار 1/99% در حضور 3 درصد CNT و 6%MoSi2مشاهده شد. طيف سنجي رامان در رابطه با اين نمونه ها، حاكي از پايداريCNT پس از فرايندهاي آماده سازي و زينتر به روش SPS بود. در اين سيستم ضمن دستيابي به مقادير بالايچگالي در حضور فاز MoSi2، بيشترين ميزان چقرمگي معادل MPa.m1/23/5 به دست آمد. مشخص شدحضور CNT در بدنه اي كاملاً زينتر شده با استفاده از MoSi2 مي‌تواند از طريق سازوكار كشيدگي نانولوله ها، در بهبود خواص مكانيكي سيستم كاربيدي فوق دما بالا از كاربيدهاي تانتالوم و هافنيوم عمل نمايد. واژه‌هاي كليدي:كاربيد تانتالوم، كاربيد هافنيوم، قوس پلاسما،خواص مكانيكي، آناليز فازي، ريزساختار.