تولید بدنه های آلومینایی به روش ریخته گری ژله ای

ریخته گری ژله ای ( gelcasting ) روش بسیار مناسبی است که به دلیل قابلیت های بالای آن در شکل دهی انواع قطعات سرامیکی و رسیدن به خواص مکانیکی مطلوب، در چند دهه اخیر مورد اقبال محققین علم سرامیک واقع شده است. در این روش، پودر سرامیک در محلولی از مواد منومری ( primix ) توسط یک پراکنده ساز مناسب مخلوط می شود. دوغاب ویسکوز حاصل، پس از افزودن آغازگر و کاتالیزور واکنش و نیز هواگیری، به درون قالب ریخته می شود و بعد از طی زمان تکمیل واکنش پلیمریزاسیون، ژل مرطوبی که دارای استحکام مناسب جهت تخلیه از قالب می باشد، تولید می شود. در این تحقیق بدنه های آلومینایی با استفاده از پودر آلومینای خالص با متوسط اندازه دانه ?m 65/0 به روش ریخته گری ژله ای در ابعاد و اشکال مختلف تولید شد. پارامترهای موثر بر آماده سازی دوغاب، تشکیل ژل، خواص مکانیکی ژل های مرطوب، روش های متفاوت خشک کردن بدنه های ژل شده، خواص مکانیکی بدنه های خشک شده و همچنین توانمندی این روش برای تولید کامپوزیت های zta و بررسی ریزساختاری و خواص مکانیکی بدنه های پخته شده مورد بحث و بررسی واقع شده است. جهت بررسی رئولوژی دوغاب ها از ویسکوزیمتر چرخشی استفاده شد و برای ارزیابی کیفیت نمونه های تولیدی از روش ارشمیدس جهت بررسی دانسیته، از میکروسکوپ الکترونی روبشی ( sem ) برای بررسی ریزساختاری نمونه ها و از روش های استاندارد تست خمشی و تافنس برای بررسی خواص مکانیکی استفاده شد. نتایج نشان داد که پراکنده ساز ( dolapix pc 75 ) نقش موثری در روانسازی دوغاب های آلومینا و افزایش میزان حجمی ماده جامد دوغاب دارد. همچنین روش خشک کردن بدنه های ژل توسط محلول خشک کننده، سرعت تولید این قطعات را تا 10 برابر سریعتر می کند. نتایج حاصل از مشاهدات ریزساختاری و خواص مکانیکی بدنه های zta تولیدی حاکی از آن است که ریخته گری ژله ای به دلیل قابلیت توزیع بسیار یکنواخت ذرات فاز دوم در زمینه آلومینایی روش بسیار مناسبی برای تولید بدنه های کامپوزیتی zta می باشد. برای ترکیب آلومینا با wt% 20 زیرکونیا مقدار چقرمگی mpa.m½ 5/6 محاسبه شد که در مقایسه با کارهای مشابه دیگر که با روش های شکل دهی دیگری انجام شده بود، با مقدار زیرکونیای کمتر، میزان چقرمگی مشابهی مشاهده شد.