بررسی و ساخت بدنه های سیالونی به روش درجا

سرامیک های اکسی نیتریدی سیالون، دارای خواص مفید و کاربردهای فراوان در زمینه مهندسی است. این ماده را می توان با استفاده از روش های مختلف نیتروژن دهی ترکیبات آلومینوسیلیکاتی سنتز کرد. لذا در این پژوهش روش نیتروژن دهی سیلیکوترمال آندالوزیت به منظور سنتز سیالون مورد بررسی قرار گرفت و اثر پارامترهای مختلف مانند دما و نسبت احیاکننده سیلیسیم به آندالوزیت بر میزان سنتز فازهای سیالون بررسی شد. بدنه های سیالون را می توان با استفاده از روش های مختلف تفجوشی بدون فشار، تفجوشی فوق فشار گاز و پرس گرم در دو نوع درجا و غیر درجا ساخت. لذا در این پژوهش روش تفجوشی بدون فشار واکنشی با نیتروژن دهی و احیای سیلیکوترمال آندالوزیت و روش تفجوشی بدون فشار غیرواکنشی از ماده اولیه سیالون برای ساخت بدنه های مختلف سیالون مورد بررسی قرار گرفت. سپس به بررسی اثر پارامترهای مختلف دما، زمان و درصدهای مختلف کمک¬تفجوش اکسید ایتریم بر نیتریده شدن، چگالی، تخلخل، تفجوشی و سختی نمونه¬ها پرداخته شد. نتایج این بررسی ها بیانگر این موضوع است که نیتروژن دهی سیلیکوترمال روش موثر در سنتز فازهای سیالون است، به طوری که در این روش سیالون با 95 درصد خلوص در دمای 1550 درجه سانتی گراد از سیلیسیم و آندالوزیت با نسبت 64 به 36 درصد وزنی تولید شد. همچنین روش ساخت درجا با نیتروژن دهی و احیای سیلیکوترمال آندالوزیت، به علت نفوذپذیری کم نیتروژن در بدنه و عدم واکنش های کامل درجا روش موثری در ساخت بدنه سیالون نمی باشد. البته نتایج این بررسی نشان داد که با افزایش زمان نیتروژن دهی زیر دمای ذوب سیلیسیم یا استفاده از نیتروژن دهی های چند مرحله ای می توان مشکلات این روش را رفع نمود و از روش درجا به عنوان یک روش دما پایین و موثر در ساخت بدنه سیالون استفاده کرد. همچنین تفجوشی بدون فشار روشی موثر در ساخت بدنه های سیالون است و اثر افزایش دما و درصد وزنی کمک زینتر اکسید ایتریم بر افزایش چگالی، تفجوشی و سختی بدنه های سیالون ساخته شده به روش غیر واکنشی مثبت است، به¬طوری که بدنه هایی با چگالی نسبی 82/3 درصد در دمای1750 درجه سانتی گراد با 5 درصد وزنی کمک زینتر اکسید ایتریم با مکانیسم تفجوشی فاز مایع و سختی 11/04 گیگاپاسکال تولید شد.