بررسي تاثير نانوذرات اكسيد كروم بر خواص كامپوزيت‌هاي مولايت-زيركونيا

Investigation of Nano-Cr2O3 Addition on the Properties of Mullie-Zirconia Composites

در اين تحقيق ساخت كامپوزيت مولايت-زيركونيا با استفاده از روش سينترينگ- واكنشي و روش شكل‌دهي ريخته‌گري دوغابي مدنظر قرار گرفته و تاثير افزودن نانوذرات اكسيد كروم بر خواص اين نوع كامپوزيت‌ها بررسي و با تاثير ميكرواكسيد كروم مقايسه شده است. در اين ارتباط خواصي همانند خواص فيزيكي و مكانيكي، آناليز فازي و ريزساختار بدنه‌هاي كامپوزيتي حاوي نانو و ميكروذرات اكسيد كروم مورد بررسي قرار گرفته است. نتايج اين تحقيق نشان داد كه استفاده از اكسيد كروم به دليل ايجاد فاز مذاب باعث كاهش تخلخل و در نتيجه افزايش چگالي بدنه مي‌گردد كه تاثير نانوذرات اين اكسيد در اين ارتباط بيشتر مي‌باشد. همچنين افزودن مقدار 5/0 درصد وزني اين اكسيد باعث افزايش استحكام خمشي اين نوع بدنه‌ها مي‌شود كه نانوذرات اكسيد كروم بر افزايش استحكام موثرتر است. مقادير بالاي اين اكسيد به دليل افزايش فاز آمورف باعث كاهش استحكام مي‌گردد و اندازه ذرات زيركونيا نيز به دليل حضور فاز مايع كاهش مي‌يابد. مطابق نتايج آناليز فازي استفاده از اكسيد كروم باعث كاهش مقدار فاز تتراگونال مي‌شود كه نانوذرات اكسيد كروم تاثير بيشتري بر اين كاهش دارد.

In this study, mullite-zirconia composites were fabricated by reaction-sintering method. Besides, the slip casting was used for forming of these composites. Then, the effect of nano-Cr2O3 addition on the properties of these composites was investigated and the results were compared with microsized Cr2O3. Hence, the physical and mechanical properties, phase composition and the microstructure of these composites were investigated. The result showed that Cr2O3 can reduce porosity and increase density by the formation of liquid phase which, the nano-sized type has higher effect. Besides, 0.5 wt.% Cr2O3 can increase the bending strength of composite which, the nano-sized type is effective than other. The height amount of this additive can produce high content of amorphous phase and then decrease of bending strength. On the other hand, the grain size of zirconia tends to decreasing due to liquid phase formation. Corresponding to XRD results addition of Cr2O3 can reduce amount of tetragonal phase which, the nano-sized type is effective than other