بررسی تاثیر میکرو و نانو ذرات سیلیسیم دار بر استحکام و تراکم مواد دیرگداز یکپارچه پایه آلومینوسیلیکاتی رزین باندal2o3-sio2-sic-c

اکسیداسیون شدید کربن در مواد دیرگداز یکپارچه آلومینو سیلیکاتی کربنی (al2o3-sio2-sic-c) دردمای بالا ازجمله مشکلات است ،که به ایجاد تخلخل،کاهش استحکام وخواص ویژه کربن دراین مواد دیرگداز منجر می گردد.استفاده از سیلیسیم و ترکیبات آنها این پتانسیل را به وجود می آورد که به عنوان آنتی اکسیدانت با ایجاد فاز sic علاوه بر اینکه از اکسیداسیون کربن جلوگیری می کند ، با تشکیل باند های sic (به کمک سیلیس اگریگیت های آلومینو سیلیکاتی) پیوند ذرات دیرگداز و زمینه را تقویت می کند و نهایتا به استحکام در دمای بالا و مقاومت به اکسیداسیون(ویژگی های مطلوب مواد دیرگداز) منجر می شود. هدف از این پژوهش بررسی تاثیر میکرو و نانو ذرات سیلیسیم دار بر استحکام و تراکم مواد دیرگداز یکپارچه (منولیتیک) رزین باند کوبیدنی al2o3-sio2-sic-cاست.دراین پژوهش ، از شاموت ایرانی(mm1-0) یا بوکسیت چینی(mm3-0)،ساگار(mm1-0)،کک (mm15/0-0)و رزول فنولی (بایندر) به ترتیب به میزان 65%،15%،10% و10% و مازاد برآنها از سیلیسیم و فروسیلیسیم فلزی(mm1/0-0)استفاده شده است.مخلوط مواد اولیه که توسط رزول فنولی به صورت خمیری در آمده ، تحت فشار mpa 4 فشرده و ابتدا در دمای?c 200 و سپس در دماهای ?c 1100و ?c 1400 (2 ساعت) حرارت داده شده است. آزمایش های استحکام مکانیکی سرد(ccs)،وزن مخصوص (bd) و درصد تخلخل(ap) بر اساس استاندارد astm بر روی همه نمونه ها و بررسی های میکروسکوپ الکترونی((tem,sem،آنالیزعنصری نیمه کمی edx،آنالیزفازی(xrd)و طیف سنجی مادون قرمز((ftir برروی نمونه های برگزیده انجام گرفت.بررسی ها نشان داد که افزودن فروسیلیسیم و سیلیسیم به ترتیب تا 6% و 5% وزنی دردمای ?c 1400،به علت تشکیل توده پیوسته وانبوه از الیاف میکرونی کاربید سیلیسیم( (?-sicبا اقطار نانومتری(nm100-50) به ایجاد شبکه منسجم و پیوسته(شبه تار عنکبوتی)بین ذرات و نهایتا تقویت استحکام مکانیکی(4-3 برابر) و تراکم منجر گردید. نتایج xrd و ftir حضور فاز sicوآنالیز عنصری edx (روی الیاف) حضورسیلیسیم و کربن یا به عبارت دیگر ، ترکیب sic را برای نانو ویسکرها تایید نمود.بررسی های انجام گرفته روی مورفولوژی ویسکر های sic توسط تصاویر sem درکنار آنالیز نقطه ای edx روی نوک ویسکرها در تصاویر temکه به شناسایی عنصرآهن(کاتالیست) منجرگردید،مکانیزم) vlsبخار-مایع-جامد)را برای تشکیل نانو ویسکرهای sic تایید نمود.همچنین مطالعات آنالیز حرارتی(sta)تشکیل گازsio(v)و قطرات مذاب(l)در مکانیزم vls را تائید نمود. از طرفی، الگوی پراش پرتو الکترونی((saed در تصویر میکروسکوپ الکترونی عبوری (tem) روی ویسکر نقاط و خطوط بسیار نازک موازی روشن را نشان می دهد. حضور نقاط روشن تک کریستال بودن الیاف(ویسکر) کاربید سیلیسیم و خطوط موازی بسیار نازک مقداری عیوب کریستالی را نشان می دهد. براساس محاسبات انجام گرفته بر روی نتایج xrd توسط روش نسبت شیب ها در نمونه پایه رزینی محتوی سیلیسیم(حرارت دیده در?c 1500)میزان50% فاز sic از واکنش سیلیسیم و کربن به دست آمده است.