بررسي تاثير استفاده از نانوذرات آلومينا بر خواص كامپوزيت‌هاي آلومينا-كاربيد سيليسيم اتصال مولايتي تهيه شده به روش ريخته‌گري ژل

The Study of Nano-Alumina Use on the Properties of Mullite-Bonded Alumina-Silicon Carbide Composites Prepared by Gel-casting

در اين تحقيق ساخت كامپوزيت‌هاي آلومينا-كاربيد سيليسيم با اتصال مولايتي از طريق روش ريخته‌گري ژل مد نظر قرار گرفت و سپس تاثير استفاده از نانوذرات آلومينا بر خواص اين نوع كامپوزيت‌ها مشخص و با تاثير ميكروذرات آلومينا مقايسه شد. همچنين براي ساخت اين نوع كامپوزيت‌ها از سل نانوسيليس براي روش ريخته‌گري ژل استفاده شد. جهت تعيين دماي مناسب پخت و تعيين رفتار حرارتي از آناليز حرارتي همزمان استفاده شد. همچنين خواص فيزيكي، استحكام خمشي، درجه اكسيداسيون، آناليز فازي و ريزساختار اين كامپوزيت‌ها پس از پخت در دماي °C 1300 بررسي شد. نتايج نشان داد كه استفاده از نانوذرات آلومينا تاثير زيادي روي ميزان فاز مولايت و در نتيجه بر روي استحكام و ريزساختار اين نوع كامپوزيت‌ها دارد. بدليل سطح ويژه بالاي نانوذرات آلومينا استفاده از آن باعث تشكيل مقدار فاز مولايت بيشتر در دماي پايين‌‌تر مي‌شود. همچنين استفاده از نانوذرات آلومينا تخلخل كامپوزيت را كاهش مي‌دهد و از اكسيداسيون بيشتر ذرات كاربيد سيليسيم در تركيب كامپوزيت جلوگيري مي‌كند.

In this study, the nano-alumina was used for preparation of mullite-bonded alumina-silicon carbide composites via gel-casting process and then, their properties were compared with micro-alumina one. For this reason, nano-silica sol was used as raw materials for the gel-casting process. The firing temperature and thermal behavior of compositions were evaluated by use of STA. Besides, the physical properties, mechanical strength, oxidation degree, phase composition and microstructure of these composites were evaluated after firing at 1300 °C. The results showd that the use of nano-alumina has a great effect on the mullite phase amount and then, the mechanical strength and microstructure of these composites. The use of nano-alumina leads to formation of mullite phase at lower temperature due to higher surface area of nano-alumina. However, nano-alumina with high surface area decreases the porosity which leads to lower oxidation of SiC particles in the composite.