بررسي سنتز و تاثيرات بورات آلومينيوم بر زينتر SPS بدنه سيليكون كاربايدي

كارشناسي ارشد

سيليكون كاربيد (SiC) يك سراميك غير اكسيدي دما بالاي بسيار مهم با خواص مكانيكي، حرارتي و شيميايي عالي است كه در صنايع مختلف كاربرد دارد. بورات آلومينيوم ماده سراميكي قابل توجه است كه به دليل خواص مكانيكي عالي، استحكام كششي بالا، مقاومت به خوردگي و پايداري شيميايي خوب، نقطه ذوب بالا، وزن سبك، هزينه توليد پايين و هم‌چنين ضريب انبساط حرارتي كم، به‌عنوان تقويت كننده در كامپوزيت‌ها مورد استفاده قرار مي‌گيرد. هدف از اين تحقيق بررسي روش‌هاي سنتز بورات آلومينيوم (Al18B4O33) و تاثير آن به‌عنوان افزوردني بر زينتر SPS بدنه‌هاي سيليكون كاربايدي مي‌باشد. در ابتدا Al18B4O33 به سه روش سل_ژل، رسوبي و سل_ژل احتراقي سنتز شده، سپس آناليزهاي TG/DTA، FTIR، XRD و SEM انجام شد. نتايج XRD نشان داد Al18B4O33 در هر سه روش در دماي C° 1000 سنتز مي‌شود. در روش سل_ژل اسيد سيتريك نقش مهمي در كنترل مورفولوژي ايفا مي‌نمايد و مي‌توان به نانوويسكر دست يافت. يك مكانيزم خودكاتاليزوري براي روش سل_ژل و يك مكانيزم فلاكس نمك مذاب براي هر دو روش رسوبي و احتراقي پيشنهاد شد. در ادامه سيليكون كاربايد به كمك بورات آلومينيوم حاصل به عنوان افزودني، با روش SPS زينتر شد و آناليزهاي استحكام سنجي، چگالي، XRD و SEM انجام شد. نتايج نشان داد، با افزودن 5% بورات آلومينيوم به سيليكون كاربايد و SPS نمونه‌ها در شرايط فشار MPa 47 و دماي °C 1650 مي‌توان به چگالي نسبي 72/58 % و استحكام خمشي MPa 08/99 رسيد. استحكام خمشي نمونه حاوي 5% افزودني بورات آلومينيوم نسبت به نمونه بدون افزودني، حدود 100 % رشد داشته است. با افزايش درصد بورات آلومينيوم از 5% به 8% وزني و SPS نمونه‌ها در شرايط فشار MPa 47 و دماي °C 1650، موجب كاهش استحكام به ميزان 49 % شده و استحكام به MPa 53/50 كاهش مي‌يابد.

193179

دانشگاه علم و صنعت ايران

دكتر عليرضا سوري

مهندسي مواد

دكتر رحيم نقي زاده