بررسي تأثير درصد SiC بر اكسيداسيون دما بالاي كامپوزيت MoSi2-SiC توليد شده به روش سنتز احتراقي

ارشد

تركيب بين¬فلزي دي سيليسايد موليبدن (MoSi2) از مواد مهندسي مناسب براي كاربردهاي دما بالاست. دي سيليسيد موليبدن داراي خواص مطلوب نظير مقاومت به اكسيداسيون بالا، هدايت الكتريكي و حرارتي مناسب، چگالي نسبتاً پايين و نقطه ذوب بالا مي‌باشد. اما اين ماده داراي چقرمگي شكست و استحكام پايين در دماي محيط و مقاومت خزشي ضعيف در دماي بالا است. هم¬چنين دي سيليسايد موليبدن در دماي بين ºC400-600 مقاومت به اكسيداسيون ضعيفي از خود نشان مي¬دهد. براي بهبود اين خواص از كامپوزيت¬كردن اين ماده با ساير سراميك¬هاي مهندسي از قبيل SiC استفاده مي¬شود. هدف از تحقيق حاضر بررسي تأثير درصد SiC بر اكسيداسيون دما بالاي كامپوزيت MoSi2-SiC توليد شده به¬روش سنتز احتراقي است. به منظور فعال¬سازي مكانيكي، پودر¬هاي عنصري Mo، Si و C از آسياي ماهواره¬اي با زمان آسياكاري 5 ساعت استفاده شد. بعد از آسياكاري، پودرها توسط پرس تك محوره فشرده شدند. نمونه¬هاي فشرده به¬دست¬آمده تحت اتمسفر آرگون در كوره القايي با سرعت گرمايش بالا قرار گرفتند. تأثير درصد SiC بر زمان افروزش بررسي شد. تغييرات فازي و مطالعات ريزساختاري توسط آزمون پراش اشعه ايكس (XRD)، ميكروسكوپ الكتروني روبشي (SEM) مجهز به طيف¬سنج توزيع پرتو ايكس (EDS) انجام گرفت. نتايج بدست¬آمده نشان داد در نمونه بدون SiC علاوه بر فاز MoSi2 مقداري فاز Mo5Si3 نيز تشكيل شد. در كامپوزيت¬هاي 10 و 20 درصد SiC، تمام مواد واكنش¬دهنده به محصولات تبديل شدند و فازهاي MoSi2 و SiC تشكيل شدند. در كامپوزيت 30 درصد SiC واكنش كامل انجام نشد و علاوه بر فازهاي MoSi2 و SiC مقداري كربن و سيليسيم واكنش¬ نكرده در نمونه وجود داشت. به منظور بررسي خواص اكسيداسيون دما بالا، نمونه¬ها پس از خردايش تحت عمليات زينترينگ قرار گرفتند. از هرسري از پودرهاي سنتز شده دو نوع نمونه بدون بنتونيت و با بنتونيت به عنوان چسب تهيه شد. نمونه MoSi2 همراه با چسب با مقدار سختي HV 608 و چقرمگي شكست MPa1/2 5/4 بهترين خواص مكانيكي را نشان داد. براي بررسي خواص اكسيداسيون، نمونه¬ها در كوره باكسي در دماي ºC1100 قرار داده شدند. بررسي¬هاي سطحي و مقطعي نمونه¬ها بعد از اكسيداسيون نشان داد كه همه¬ي نمونه¬ها مقاومت به اكسيداسيون خوبي از خود نشان دادند و هيچ¬گونه جدايشي بين لايه اكسيدي و زيرلايه مشاهده نشد. هم¬چنين نمونه MoSi2 همراه با چسب بهترين خواص اكسيداسيون و كمترين درصد افزايش وزن را در دماي ºC1100 از خود نشان داد به ¬طوري كه بعد از 50 ساعت اكسيداسيون، 75/0 درصد افزايش وزن داشت.

209123

دانشگاه علم و صنعت ايران

مهندسي مواد و متالورژي-شناسايي و انتخاب مواد فلزي

دكتر ماندانا عادلي- دكتر منصور سلطانيه