بررسي تأثير همزمان ذرات SiC نانو و ميكرون بر استحكام خمشي و رفتار سينتر بدون فشار كامپوزيت بر پايه دي‌بوريد زيركونيم (ZrB2) تقويت‌شده با نيتريد آلومينيوم (AlN)

در اين تحقيق، نانوكامپوزيت ZrB2-SiC به روش سينتر بدون فشار توليد گرديد. از پودر AlN در مقياس ميكرون به عنوان افزودني استفاده شد. به منظور بررسي تأثير حضور همزمان ذرات SiC نانو و ميكرون ابتدا پودر ZrB2 به همراه درصدهاي مختلف از SiC نانو و ميكرون در آسياب سياره‌اي با به مدت دو ساعت با سرعت rpm200 آسياب شدند. مخلوط حاصل پس از پرس گرم اوليه در دماي oC80 و فشار MPa100 تحت فرآيند پرس ايزواستاتيك سرد (CIP) قرار گرفته و در دماي 2150 درجه سانتي‌گراد سينتر شد. به منظور تعيين نسبت بهينه SiC نانو به ميكرون، چگالي نسبي، سختي و چقرمگي نمونه‌ها اندازه‌گيري شد. سپس، ذرات AlN به كامپوزيت ZrB2SiC اضافه شده و ريزساختار و خواص مكانيكي آن مورد بررسي قرار گرفت. نتايج حاصل شده از تمامي نمونه‌ها در تركيبات مختلف نشان مي‌دهند كه با تغيير درصد حجمي SiC نانو از 20 درصد حجمي نانو به 15 درصد نانو و پنج درصد ميكرون، كاهش در تخلخل و افزايش در چگالي رخ مي‌دهد. با بررسي ريز‌ساختاري و اندازه‌گيري خواص مكانيكي نمونه‌ها بيشترين سختي و چقرمگي شكست نيز، در تركيب داراي به ترتيب 15 و 5 درصد حجمي SiC نانو و ميكرون و با مقادير Gpa15.9 و Mpa.m29.1/4 مشاهده شد. با افزودن ذرات 7.5 درصد حجمي AlN چگالي به 98.1 درصد و مقادير سختي و چقرمگي شكست به GPa17.1 و Mpa.m27.1/5 افزايش يافت.