بهينه‌ سازي ساختاري سراميك‌هاي كورد يريتي ساخته‌ شده از پليمر و پودر TiO2 به روش پرس ايزواستاتيك سرد

Structural Optimization of Cordierite Ceramics Prepared via Cold Isostatic Pressing of Polymer and TiO2

سراميك­ هاي كورديريتي از جمله سراميك ­هايي هستند كه از تركيب اكسيدهاي آلومينيوم، منيزيوم و سيليسيوم به ­دست مي‌آيند. باتوجه ‌به اين‌كه سراميك ­هاي كورديريتي داراي ويژگي هايي نظير ضريب انبساط حرارتي بسيار كم، ثابت دي‌الكتريك پايين، چگالي پايين، سختي بالا، ضريب تلفات كم، ديرگدازي و پايداري شيميايي و مكانيكي مناسبي هستند، مي ­توان از آن­ها براي كاربرد در دماهاي بالا و ساخت ابزار استفاده نمود. در اين پژوهش، براي ساخت نمونه آزمايشگاهي سراميك كورديريتي، از روش سنتز حالت جامد پودرهاي اكسيدي و رزين سيليكوني و در ادامه، روش پرس ايزواستاتيك سرد، براي توليد محصولي با تراكم يكنواخت استفاده شد. آزمون‌هاي فازيابي پراش پرتو ايكس، تعيين چگالي، ريز‌سختي سنجي، استحكام خمشي و تعيين ثابت دي­ الكتريك روي نمونه ­ها انجام شد. نتايج نشان داد كه فاز α-كورديريت سنتز شده است و داراي چگالي 5/2 گرم بر سانتيمتر­مكعب، سختي 6/1151 ويكرز، استحكام خمشي 6 ± 4/131 مگا­پاسكال، ثابت دي‌الكتريك 15/3 و تانژانت اتلاف 0048/0 در محدوده بسامد 5/12-8 گيگاهرتز است.

Cordierite ceramics are ceramics obtained from a combination of aluminum, magnesium, and silicon oxides. Given that cordierite ceramics have properties such as very low thermal expansion coefficient, low dielectric constant, low density, high hardness, low loss ratio, refractoriness, and good chemical and mechanical stability, they can be used for high temperature applications and tool making. In this study, solid-state synthesis method using oxide powders and silicone resin, followed by cold isostatic press (CIP) method was applied to produce cordierite ceramic with uniform density. Phase detection by X-ray diffraction and determination of density, microhardness, flexural strength, and dielectric constant was performed. The results showed that the α-cordierite phase was synthesized with a density of 2.5 gr/cm-3, hardness of 1151.6 HV, flexural strength of 131.4 ± 6 MPa, dielectric constant of 3.15, andloss tangent of 0.0048 in the frequency range of 8-12.5 GHz.