ساخت و بررسي قطعات كامپوزيتي C/Cf-ZrB2-ZrC-SiC و C/Cf-ZrB2-SiC مقاوم در برابر فرسايش با روش زينتر بدون فشار

در اين پژوهش هدف دستيابي به قطعات كامپوزيتي مستحكم و مقاوم به فرسايش و تخريب حرارتي C/Cf-ZrB2-ZrC-SiC و C/Cf-ZrB2-SiC با روش زينتر بدون فشار مي باشد. نمونه هاي C/Cf- ZrB2-SiC با استفاده از پودر هاي سنتز شده ZrB2 و SiC بين لايه هايي از پارچه ي كربني آغشته شده به رزين تهيه شدند. بعد از پرس شدن با فشار 5 بار در دماي °C 1600و به مدت 2 ساعت در كوره اتمسفر كنترل تحت اتمسفر Ar عمليات حرارتي شدند. در مرحله بعد براي بررسي تاثير اضافه شدن ZrC و مقايسه با نمونه هاي C/Cf-ZrB2-SiC ، قطعات كامپوزيتي C/Cf-ZrB2-ZrC-SiC نيز تهيه شدند. اين كار با سنتز پودر سراميكي ZrB2-ZrC-SiC بين لايه هايي از پارچه هاي كربني با استفاده از زيركون (ZrSiO4)،B4C ، كربن اكتيو، با حضور و بدون حضور Si به همراه الياف كربني خرد شده صورت پذيرفت. به اين منظور پودر هاي آماده شده پس از آسياب تر و خشك شدن به همراه رزين ميان پارچه هاي كربني پاشيده شده و نمونه هاي حاصل پس از 20 لايه تحت فشار 5 بار پرس سرد قرار گرفتند. نمونه ها بعد از پرس و يافتن استحكام خام به كوره اتمسفر كنترل تحت اتمسفر Ar منتقل شده و در دماي °C 1600 به مدت 2 ساعت تحت عمليات حرارتي قرار گرفتند. به منظور بررسي خواص ريزساختاري و فازي نمونه ها از ميكروسكوپ الكتروني روبشي (SEM) و آناليز پرتو اشعه ايكس (XRD)، و براي بررسي خواص مكانيكي و مقاومت به اكسيداسيون كامپوزيت ها ازآزمون استحكام خمشي سه نقطه اي و شعله اكسي استيلن استفاده شد. چگالي ميانگين براي نمونه هاي كامپوزيتي پرس نشده و پرس شده C/Cf-ZrB2-SiC-ZrC به ترتيب تقريبا مقادير 5gr/cm3 و 5/5 و استحكام خمشي اين كامپوزيتها به طور ميانگين 303 MPa به دست آمد. نرخ فرسايش خطي نمونه هاي پرس نشده و پرسش شده C/Cf-ZrB2-SiC-ZrC درآزمون فرسايش با شعله اكسي استيلن به ترتيب تقريبا مقادير 3/11μm/s و 1/74 نرخ فرسايش جرمي پرسنشده و پرسشده به ترتيب به طور ميانگين 4/86 و 2/41 10^-4*g/s اندازه گيري شد. چگالي ميانگين براي نمونه هاي ،C/Cf-ZrB2-SiC 5/03 gr/cm3 اندازه گيري شد. هم چنين استحكام خمشي اين كامپوزيت ها به طور ميانگين 245MPa نرخ فرسايش خطي وجرمي نمونه ها به ترتيب 2/16μm/s و 3/28 (10^-4g/s) به دست آمد.