تراکم پودرهای سرامیکی میکروساختار و نانوساختار به روش انفجاری

امروزه متالوژی پودر به عنوان یکی از روش های اصلی ساخت قطعات مختلف شناخته شده که متالوژی پودر انفجاری یکی از روش های نوین آن می باشد. در این روش مراحل فشردن و تف جوشی بطور همزمان با عبور موج شوک حاصل از انفجار ماده منفجره، از محیط پودر صورت می گیرد. این روش قدمتی 50 ساله داشته و تاکنون فعالیت های تحقیقاتی فراوانی توسط محققان مختلف روی آن صورت گرفته است، بگونه ای که امروزه امکان شکل دهی پودر مواد مختلف به خصوص مواد سخت، کامپوزیتی و سرامیکی با استفاده از این روش فراهم می باشد. فرایند متالوژی پودر انفجاری در مواردی که هدف تولید تعداد پایین قطعه از پودر موادی که تولید قطعه از آنها به روش های معمول امکان پذیر نبوده و یا به سختی امکان پذیر است، بسیار مقرون بصرفه می باشد. کاربید بور یک ماده سرامیکی با خواص منحصر بفرد بوده که تولید قطعه از پودر آن بدلیل داشتن خواصی نظیر سختی، استحکام و نقطه ذوب بالا دشوار بوده و در برخی حالات غیرممکن می باشد. در این تحقیق پس از انجام مطالعات لازم در زمینه پیشینه فرایند متالوژی پودر انفجاری و همچنین ﺗﺌوری های حاکم بر پدیده انفجار، موج شوک و فرایند متالوژی پودر انفجاری، پارامتر های موثر بر فرایند شناسایی شده و با استفاده از روش های تحلیلی مقادیر مناسب این پارامترها جهت شکل دهی پودر کاربید بور تعیین شده است. سپس در بخش آزمایش های عملی این تحقیق، با طراحی یک چیدمان اولیه و بررسی نتایج توسط اندازه گیری مقدار چگالی و همچنین مطالعه سطح مقطع شکست نمونه تولیدی توسط میکروسکوپ الکترون روبشی، جهت بهبود نتایج تغییراتی در چیدمان اعمال نموده و آزمایش های بعدی را انجام می دهیم. برای تهیه نمونه ها از پودر کاربید بور با اندازه ذره متوسط 100 میکرون بعنوان ماده اولیه و همچنین مواد منفجره و petn بعنوان عامل اصلی شکل دهی استفاده شده است. علاوه بر بکارگیری روش تجربی، شبیه سازی رایانه ای فرایند متالوژی پودر انفجاری با استفاده از نرم افزار abaqus انجام شده و از نتایج آن در طراحی چیدمان ها بهره برده شده است. از نوآوری های این تحقیق می توان به شکل دهی انفجاری پودر کاربید بور خالص برای نخستین بار و همچنین شبیه سازی رایانه ای فرایند متالوژی پودر انفجاری با استفاده از نرم افزار abaqus اشاره نمود. بررسی ها نشان داد که استفاده از فرایند متالوژی پودر انفجاری در مقایسه با روش متالوژی پودر سنتی باعث افزایش قابل ملاحظه چگالی و خواص مکانیکی قطعه و بهبود اتصال بین ذرات شده است.