17208

17208

بررسي تشكيل CNT درجاي (In-Situ) در بدنه‌هاي MgO-C

كارشناسي ارشد

سراميك

ارديبهشت 1394

دكتر فرهاد گلستاني‌فرد - دكتر حميدرضا رضايي

مهندس نادر خليلي

مواد و متالورژي

چكيده ديرگدازهاي منيزيا-كربني، به طور گسترده در صنايع فولاد مورد استفاده قرار مي‌گيرند. با اين حال بالابودن مقدار كربن محتوي اين ديرگدازها، با مشكلاتي از قبيل مقاومت اكسيداسيون پايين، تلفات حرارتي و كاهش دماي مذاب و آلودگي كربني فولادهاي با كيفيت، همراه است. از طرفي كاهش مقدار كربن، افت خواصي از جمله مقاومت شوك حرارتي را در پي خواهد داشت. لذا تلاش‌هايي در جهت مرتفع نمودن اين چالش با بهره‌گيري از فناوري نانو صورت گرفته است. در پژوهش حاضر، سعي گرديد تا با رشد كاتاليستي نانولوله‌ها و نانوالياف كربني در ماتريس اكسيد منيزيم، با بهبود نسبي خواص، زمينه مناسب براي كاهش مقدار گرافيت در اين نوع ديرگدازها فراهم آيد. براي اين منظور، رزين فنوليك حاوي درصدهاي مختلف از نيترات نيكل به عنوان پيشساز كاتاليزر و رزين اصلاح شده با نانوذرات نيكل سنتز شده به روش احياي شيميايي، تهيه گرديد. نمونه‌هاي زمينه‌ي منيزيا-كربني، با 10 درصد وزني رزين مناسب، به روش پرس ساخته و بعد از عمليات گيرش رزين در دماهاي 800، 1000 و 1200 درجه سانتي‌گراد در بستر كك تحت عمليات حرارتي قرارگرفتند. در نهايت نمونه‌ها از نظر تحولات فازي و ريزساختاري، توسط تكنيك پراش پرتوي X و ميكروسكوپ الكتروني روبشي گسيل ميدان، خواص فيزيكي و خواص مكانيكي مورد بررسي قرار گرفتند. تشكيل نانولوله‌ها/ نانوالياف كربني، با مكانيزم رشد از پايه در دماي ‌°C1000، در زمينه‌ي كربني و تشكيل اين نانو ساختارها درون تخلخل‌ها در دماي ‌°C1200 در بدنه‌ي ماتريس MgO-C مشاهده گرديد. نمونه‌هاي حاوي تنها 1 درصد وزني كاتاليزر نيكل در مجموع از خواص فيزيكي و مكانيكي مطلوب‌ و ريزساختار مناسبي برخوردار بودند. دانسيته‌ي بالك اين نمونه‌ها در دماي °C1200، 9/1% افزايش و تخلخل ظاهري آن 50% كاهش يافت. به علاوه با افزايش دما از 800 به ‌°C1200، استحكام خمشي اين نمونه‌ها تنها 15% افت داشت. به نظر مي‌رسد مكانيزم استحكام بخشي در حضور نانو ساختارهاي كربني در بدنه، ناشي از به دام افتادن ترك در شبكه‌ي به هم پيوسته‌‌ي نانولوله‌ها و نانوالياف كربني و جذب انرژي نوك ترك در اين ساختار باشد. نتايج اين پژوهش مي‌تواند، در راستاي مرتفع نمودن چالش ديرگدازهاي كم كربن منيزيايي اميدواركننده باشد. واژه‌هاي كليدي: ديرگداز ‌MgO-C، نانولوله‌هاي كربني، رزين حاوي كاتاليزر، تشكيل‌درجا

1396/02/10

1/1/1900 12:00:00 AM