عنوان مقاله :
بررسي مسير واكنشي تشكيل پوشش تدريجي SiC بر گرافيت با روش سمانتاسيون بسته‌اي و تأثير نوع مواد اوليه
پديد آورندگان :
پوراسد ، جليل - مجتمع دانشگاهي مواد و فناوري هاي ساخت , احساني ، ناصر - مجتمع دانشگاهي مواد و فناوري‌هاي ساخت , خليفه سلطاني ، علي - مجتمع دانشگاهي مواد و فناوري‌هاي ساخت
كليدواژه :
گرافيت , كاربيد سيليسيم , مكانيزم تشكيل , نرم‌افزار HSC Chemistry , سمانتاسيون بسته‌اي
چكيده فارسي :
با توجه به آن‌كه مواد كربني از جمله گرافيت به طور گسترده در ساختارهاي دماي بالا مورد استفاده قرار گرفته‌اند؛ اما مشكل اصلي آن‌ها، شروع اكسيداسيون از دماي حدود °C400 در محيط اكسيدي مي‌باشد، بهترين روش براي تقويت مقاومت به اكسيداسيون گرافيت، استفاده از كاربيد سيليسيم با ساختار تدريجي است كه به دليل پايداري حرارتي مناسب و تطابق فيزيكي، شيميايي و ضريب انبساط حرارتي مناسب با زيرلايه كربني كاربرد گسترده‌اي يافته است. در پژوهش حاضر به دليل مزايايي نظير هزينه كم‌تر، سهولت بكارگيري و قابليت صنعتي‌سازي، روش سمانتاسيون بسته‌اي در دماي °C1600 براي تشكيل پوشش SiC تدريجي بكار گرفته شد. آناليز پراش اشعه ايكس (XRD) و تصاوير ميكروسكوپ الكتروني روبشي (SEM) نشان مي‌دهد كه پوشش حاصل به صورت تدريجي تشكيل يافته و شامل فاز αSiC و βSiC با تراكم مناسب مي‌باشد. مكانيزم تشكيل پوشش SiC بر گرافيت با آناليز ترموديناميكي و محاسبات تعادل شيميايي حاصل از نرم‌افزار HSC Chemistry 6.0 تشريح مي‌شود. مكانيزم مسير واكنشي نشان مي‌دهد، در مراحل ابتدايي واكنش، فازهاي گازي SiO و CO طي واكنش Al2O3 با Si و C تشكيل شده و دو واكنش Si+CàSiC و SiO(g)+2CàSiC+CO(g) به عنوان واكنش‌هاي اصلي تشكيل پوشش معرفي مي‌شوند. نتايج نشان مي‌دهد كه تركيب مواد اوليه در روش سمانتاسيون بسته‌اي تأثير زيادي بر ساختار پوشش كاربيدسيليسيم ندارد و در نهايت نتايج تجربي، نتايج حاصل از شبيه‌سازي را تأييد مي‌كند. در واقع، پژوهش حاضر روشي را براي تحليل و شبيه‌سازي واكنش‌هاي سمانتاسيون بسته‌اي با نرم‌افزار ترموديناميكي HSC Chemistry ارائه مي‌دهد و در نهايت نتايج حاصل از شبيه‌سازي با نتايج تجربي تأييد شد.
