بررسي ريز ساختار و خواص مكانيكي كامپوزيت هاي TaC-nanoGr-SiC توليد شده به روش زينتر بدون فشار

Pressureless Sintering of TaC-nanoGr-SiC Composites

كامپوزيتهاي TaC-nanoGr-SiC با درصدهاي مختلف SiC (0 تا 20 درصد حجمي) به روش زينتر بدون فشار در دو دماي 2200 درجه سانتيگراد و 2300 درجه سانتيگراد و در دو نرخ گرمادهي 5 °C/min و 2 °C/min توليد شده اند. اين نمونه هاي كامپوزيتي تحت بررسي دانسيته، ريز ساختار، اندازه دانه، سختي و آناليز فازي قرار گرفتند. نتايج بدست آمده حاكي از كاهش دانسيته نسبي با افزايش درصد SiC مي باشد. عدم واكنش SiC با TaC و قرارگيري آن در مرز دانه هاي TaC با وجود جلوگيري از رشد دانه ها سبب بدام افتادن مقداري حفرات در فصل مشترك TaC و SiC و در نتيجه كاهش دانسيته نسبي شده است. كاهش نرخ گرمادهي سبب رشد بيشتر دانه ها، كاهش تخلخل ها و در نتيجه افزايش دانسيته گرديده است. افزايش دماي زينتر به علت افزايش مكانيزم هاي نفوذ سبب افزايش دانسيته در هر تركيب مي شود. حداكثر مقدار دانسيته در نمونه زينتر شده در دماي 2300 درجه سانتيگراد و در نرخ گرمادهي 2 °C/min در تركيب حاوي 0% حجمي SiC بدست آمده كه برابر 98/2% مي باشد.

Tantalum carbide (TaC) matrix composite was produced by pressureless sintering at heating rates 2°C/min and 5°C/min and temperatures of 2200C and 2300C. various combinations of TaC, nano-Gr and SiC were used. The amount of nano-Gr was constant as 10 vol%, and the SiC content was 0-20 vol% variable. The amount of SiC had a significant influence on the sinterability and mechanical properties of the TaC. By increasing the amount of SiC from 0 vol% to 20 vol% the relative density was decreased. Because the SiC particles locate on the grain boundaries and inhibit from grain growth through the sintering. By decreasing of heating rate and increasing of sintering temperature Densification improved. By increasing the amount of SiC to 10 vol%, the hardness was enhanced. It was resulted that the hardness of SiC was so higher than the hardness of TaC. When the addition of SiC was more than 10 vol%, because of entrapping the porosities between the SiC and TaC grains, sinterability was decreased, hence the hardness was reduced.