بررسي اثر افزودن دياتومه و نانوذرات آلومينا به تركيب ماهيچه هاي سراميكي روي استحكام، درصد جذب آب و ميزان تخلخل ماهيچه

ماهيچه هاي سراميكي، قطعاتي پيش ساخته هستند كه براي ايجاد كانال هاي خنك كننده داخلي، در فرآيند ريخته گري پره هاي توربين به كار گرفته مي شوند كه بازده موتور توربين را به طور مثبتي تحت تاثير قرار مي دهد. هدف از ايجاد اين فضاهاي خالي درون پره ها، خنك سازي سيستم درطول عمليات ريخته گري پره توربين است، كه امكان افزايش دماي كاري را فراهم آورده و به علاوه، باعث كاهش وزن نهايي پره ها مي شوند. در اين پژوهش، با هدف بهينه سازي تركيب براي ماهيچه هاي سراميكي پايه سيليكاتي، ابتدا تركيب پايه با نسبت وزني 70 % سيليكاي آمورف (SiO2) و 25 % زيركن (ZrSio4) و با %wt 15 چسب PVA با فشار bar 70 پرس شده و در سه دماي 1190، 1210 و 1230 سينتر شدند. در اين مرحله دماي C1210 با توجه به نتايج به دست آمده، به عنوان دماي بهينه سينتر نمونه ها انتخاب شد. در مرحله بعد، براي به دست آوردن تركيب بهينه با افزودن دياتومه و سل آلومينا، از طراحي آزمايش ها به روش RSM زير شاخه D-Optimal در نرم افزار Design Expert استفاده شد. تركيب هاي معرفي شده توسط نرم افزار، در دماي 1210 سينتر شده، و آزمون-هاي استحكام مكانيكي و ميزان تخلخل و درصد جذب آب براي نمونه ها انجام شد و الگوي فازي و ريزساختار نمونه ها با پراش پرتو ايكس (XRD) بررسي شد. نتايج حاكي از آن است كه با افزايش دياتومه در ساختار، ابتدا با افزايش تخلخل، استحكام كاهش يافته و سپس افزايش مي يابد. بيشترين استكام در بيشينه درصد دياتومه (12 %( اتفاق مي افتد. بررسي الگوي فازي براي نمونه ها نشان مي دهد كه افزودن دياتومه به تركيب، علاوه بر افزودن تخلخل ساختار، به كريستاليزاسيون سيليكاي آمورف كمك مي كند و شدت پيك كريستوباليت را افزايش مي دهد. همچنين افزودن سل آلومينا به تركيب منجر به پر كردن تخلخل ها و تشكيل مولايت مي شود كه يك تركيب كريستالي حاصل از واكنش آلومينا با سيليكا است و تا درصدي به افزايش استحكام ماهيچه كمك مي كند.