بررسی خواص نانوگامپوزیت های مولایت- کاربید سیلیسیم

در این تحقیق، ساخت نانوکامپوزیت های کاربید سیلیسیم اتصال مولایتی از طریق روش های سل – ژل و ریخته گری ژلی مد نظر قرار گرفت. به همین دلیل، از سل های نانوسیلیس و نانوآلومینا جهت ایجاد ژلاسیون استفاده شد. از طرف دیگر اثر نوع فرآیند بر ساخت این نوع نانوکامپوزیت ها بررسی شد. علاوه بر این از نانوذرات آلومینا و نانوذرات کاربید سیلیسیم برای ساخت این نانوکامپوزیت ها استفاده شد و سپس خواص این نانوکامپوزیت ها ارزیابی شد و نتایج با میکروذرات آلومینا و کاربید سیلیسیم مقایسه شد. دمای پخت و رفتار حرارتی نانوکامپوزیت با استفاده از آنالیز حرارتی همزمان ارزیابی شد. علاوه بر این، خواص فیزیکی، استحکام مکانیکی، درجه اکسیداسیون، ترکیب فازی و ریزساختار این نانوکامپوزیت ها پس از پخت در c°1300 تحت اتمسفر هوا مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که استفاده از فرآیند ریخته گری ژل منجر به ساخت نانوکامپوزیت های آلومینا – کاربید سیلیسیم اتصال مولایتی می شود و روش سل – ژل برای ساخت آن مناسب نیست. از طرف دیگر، استفاده از نانوآلومینا تاثیر زیادی بر میزان فاز مولایت و درنتیجه استحکام مکانیکی و ریزساختار این نانوکامپوزیت ها دارد. استفاده از نانوآلومینا به دلیل سطح ویژه بالای آن منجر به تشکیل فاز مولایت در دمای پایین تر می شود. همچنین نانوآلومینا باعث کاهش تخلخل می-شود که منجر به کاهش اکسیداسیون ذرات کاربید سیلیسیم در ترکیب می شود. اکسیداسیون شدید ذرات کاربید سیلیسیم در ترکیب حاوی نانوکاربید سیلیسیم اتفاق می افتد که منجر به تشکیل فاز سیلیس آمورف می شود. تشکیل این فاز میزان تخلخل بدنه کامپوزیت را کاهش و انحلال ذرات آلومینا را افزایش می دهد. بنابراین فاز مولایت نمی تواند در این نوع ترکیب تشکیل شود. از طرف دیگر، استفاده از مخلوط میکرو و نانوذرات کاربید سیلیسیم ( با نسبت 50:50 درصد وزنی ) منجر به ساخت نانوکامپوزیت حاوی مقادیر مناسب فازهای مولایت و کاربید سیلیسیم می شود. افزودن نانو تیتانیا می تواند مقدار فاز مولایت را به دلیل ایجاد جای خالی کاتیونی در ساختار کوراندوم افزایش دهد. همچنین بهبود خواص این نوع نانو کامپوزیت ها با افزودن نانوتیتانیا مشاهده می شود.