ریخته گری دوغابی کامپوزیت آلومینا-مولایت-زیرکونیا-کاربید سیلیسیم و تأثیر نانوذرات آلومینا و کاربید سیلیسیم بر ویژگی های آن

در این پژوهش تأثیر افزودن ذرات کاربیدسیلیسیوم (sic) بر پایداری دوغاب های آلومینا-زیرکون و رفتار سینتر کامپوزیت های آلومینا-مولایت-زیرکونیا-کاربیدسیلیسیوم (amzs) حاصل بررسی شد. برای انجام پژوهش، ابتدا دوغابی پایدار با 40 درصد حجمی از آلومینای ریزدانه، زیرکون و کاربیدسیلیسیوم با استفاده از افزودنی دولاپیکس تهیه و سپس ریخته گری شد. از درصدهای مختلف افزودنی دولاپیکس استفاده شد. پایداری دوغاب های کلوییدی آلومینا-زیرکون-کاربیدسیلیسیوم با اندازه گیری توزیع اندازه ذرات، رئولوژی، سرعت ریخته گری، مقدار افزودنی جذب شده، ارتفاع رسوب و پتانسیل زتا ارزیابی شد. نتایج نشان دادند که ذرات sic مقدار پتانسیل زتای دوغاب ها، ارتفاع رسوب و همچنین متوسط اندازه ذرات آنها را کاهش داد. همچنین نتیجه گیری شد که پایداری دوغاب های آلومینا-زیرکون- sicبا 20% حجمی ذرات sic و 5/0% وزنی دولاپیکس در ماده خشک بهینه شد و افزایش بیشتر sic پایداری دوغاب ها را کاهش داد. تأثیر افزودن ذرات sic بر چگالی، ریزساختار، ویژگی های مکانیکی و رفتار شوک حرارتی کامپوزیت های آلومینا-مولایت-زیرکونیا-کاربیدسیلیسیوم ریخته گری شده بررسی شد. فرایند سینتر در دو مرحله انجام شد: ابتدا در ?c1600 به مدت 2 ساعت و سپس در ?c1500 به مدت 5 ساعت. چگالی و تخلخل، فازهای بلوری و ریزساختار پس از سینتر تعیین شد. همچنین ویژگی های شوک حرارتی، استحکام، چقرمگی و سختی کامپوزیت های تهیه شده اندازه گیری شد. فرایند سینتر دو مرحله ای کامپوزیت های amzs موجب کاهش اندازه ذرات و افزایش چگالی آنها شد. بیشترین مقدار چقرمگی (mpam1/2 13/8) و کمترین اندازه دانه ها با 20% حجمی sic حاصل شد. sic موجب بهبود مقاومت به شوک حرارتی کامپوزیت های آلومینا-مولایت-زیرکونیا-کاربیدسیلیسیوم پس از 10 سیکل حرارتی در ?c1000 شد. تأثیر افزودن نانوذرات sic نیز بررسی شد. استفاده از 10% حجمی نانو کاربیدسیلیسیوم موجب افزایش استحکام (از 167 به 276 mpa)، سختی (از 945 به 1107 kgf/m2) و چقرمگی (از 7/7 به 36/9 mpam1/2) کامپوزیت ها شد. از سوی دیگر، تئوری های لایه مضاعف الکتریکی ارائه و مطابقت خوبی میان ویژگی های پایداری در حالت تئوری و تجربی مشاهده شد.