12250

12250

تهيه و بررسي ريزساختاري كامپوزيت ساخته شده بر پايه MDF

كارشناسي ارشد

مواد - سراميك

شهريورماه 1392

شهريورماه 1392

دكتر عليرضا ميرحبيبي - دكترحميد رضا رضايي

دكتر رويا آقابابازاده

چكيده در اين پژوهش ، از روش نفوذ مذاب (Melt Infiltration) براي ساخت نمونه هاي كامپوزيتيSi/SiC بر پايه پيش شكل هاي متخلخل كربني (MDF و چوب گردوي كربنيزه شده) استفاده شده است . اين روش شامل وارد كردن مذاب Si به درون پيش شكل هاي كربني در دماي ̊C1560 و تحت اتمسفر آرگون براي MDF كربنيزه شده و در دماي ̊C1600و تحت اتمسفر خلا براي چوب گردوي كربنيزه شده بوده ، به طوريكه براي اين كار هيچ فشار خارجي اعمال نشده است . براي تحقيق در ميزان نفوذ ، پيش شكل هاي كربني اوليه (MDF كربنيزه شده) با دانسيته و درصد تخلخل مختلف استفاده شد . با توجه به تبديل شدن پودر Si اطراف نمونه كربنيزه شده به SiC در مرحله سيليكونيزه كردن ، درنتيجه اين پودر SiC مانع از تماس مذاب Si با نمونه هاي كربنيزه شده مي شود . در نتيجه با توجه به فشار بخار Si در اين دما بخارات Si از ميان منافذ پودرهاي SiC تشكيل شده عبور كرده و در داخل نمونه هايMDF كربنيزه شده نفوذ كرده و با كربن موجود در نمونه ها واكنش مي دهند و تبديل به SiC مي شوند . با افزايش زمان سيليكونيزه كردن و همچنين با باز شدن تخلخل هاي موجود در نمونه ها به دليل كربنيزه كردن در دماي ̊C 1400 ، ميزان نفوذ Si و درنتيجه تشكيل SiC درون نمونه ها افزايش مي يابد . به طور مثال در نمونه L مقدار نفوذ Si از 05/2 به 8/3 ميليمتر افزايش مي يابد . با كاهش تراكم نمونه هايMDF ميزان نفوذ Si درون نمونه هاي كربنيزه شده افزايش مي يابد و در نتيجه ميزان تشكيل SiC افزايش مي يابد . به طور مثال ميزان نفوذ در نمونه هايLSiC1 ، MSiC1 و HSiC1 به ترتيب 2050، 1650و 1550 ميكرومتر مي باشد . مذاب Si در دماي ̊C 1600 به خوبي درون پيش شكل كربني توليد شده به وسيله كربنيزه كردن چوب گردو نفوذ كرده و كربن موجود در پيش شكل كربنيزه شده به –SiCα تبديل مي شود و ساختار اوليه پيش شكل كربني حفظ مي شود و Si باقي مانده درون حفره ها را پر مي كند. نتايج آزمايش ها نشان داد كه در مرحله اول سيليكونيزه كردن دانسيته نمونه برابر با 96/78 درصد دانسيته SiCو درصد تخلخل هاي باز نمونه برابر با 47/18 مي باشد در حالي كه با افزايش زمان سيليكونيزه كردن دانسيته به دست آمده برابر با 69/80 درصد دانسيته SiCو درصد تخلخل هاي باز در نمونه برابر با 28/14مي گردد . واژه‌هاي كليدي:كامپوزيت Si/SiC،تخته فيبر با دانسيته متوسط،نفوذ مذاب Si